láser vulcano

El láser Vulcan es un láser infrarrojo de vidrio de neodimio de 8 haces y petavatios ubicado en la Instalación Central de Láseres del Laboratorio Rutherford Appleton en Oxfordshire, Reino Unido. Fue el primer láser operativo de la instalación.

Está diseñado para proporcionar una irradiancia en el blanco de ^10²¹ W/cm² ^para un amplio programa experimental en física fundamental y aplicaciones avanzadas. Esto incluye la interacción de luz de altísima intensidad con la materia, la investigación de fusión por ignición rápida, las reacciones nucleares inducidas por fotones, la aceleración de electrones e iones mediante ondas de luz, la astrofísica en el laboratorio y la exploración del mundo del plasma regido por la relatividad .

En 2005, el láser Vulcan fue el láser enfocado de mayor intensidad del mundo, certificado por el Libro Guinness de los Récords Mundiales, capaz de producir un haz láser de petavatios con una intensidad enfocada de 10 ²¹ W/cm ² . ^{[ 1 ]}

Áreas objetivo

Actualmente existen dos zonas objetivo activas: la zona objetivo Petawatt y la zona objetivo Oeste, tras el desmantelamiento de la zona objetivo Este.

Área objetivo Oeste

El área objetivo oeste opera con líneas de haz de pulsos cortos duales que proporcionan intensidades de 10 ¹⁹ W/cm ² para experimentos de bombeo-sonda utilizando óptica de enfoque F3; hay otras configuraciones disponibles. ^{[ 2 ]} Se pueden configurar seis haces de pulsos largos junto con los pulsos cortos en múltiples configuraciones, incluyendo clúster de un solo lado, compresión cilíndrica y esférica. Los haces de pulsos largos pueden operar con duraciones de pulso de 0,5 ns a 8 ns y energía de 50 J a 300 J por haz. Se pueden establecer varias configuraciones de pulso, incluyendo pulsos previos y posteriores.

Área objetivo Petavatio

El área objetivo Petawatt proporciona un único pulso corto sobre el objetivo con una línea de haz de pulso largo. Está configurado para ofrecer la máxima intensidad mediante un gran espejo parabólico. ^{[ 3 ]} Al igual que con el área objetivo Oeste, son posibles varias configuraciones de pulso.

Actuación

Vulcan puede suministrar 500 J en el objetivo mediante un pulso comprimido de 500 fs, lo que proporciona una irradiancia máxima de 10²¹ ^W /cm² ^en un punto focal de 5 μm. Este rendimiento no es posible únicamente con amplificadores de Nd:vidrio, ya que la reducción de la ganancia disminuiría el ancho de banda del pulso por debajo del límite necesario para soportar su duración.

Un novedoso sistema de amplificación frontal basado en la amplificación de pulsos chirriados paramétricos ópticos ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} (OPCPA), que implica el estiramiento temporal del pulso antes de la amplificación, seguido de un compresor de pulsos. Esto genera pulsos de alrededor de 10 mJ con un ancho de banda amplio (1 mJ nm⁻¹ ⁾ para su inyección en la cadena de amplificación de varilla y disco Vulcan.
La cadena de amplificación está optimizada para el ancho de banda mediante una combinación de medios de amplificación de Nd:fosfato y Nd:silicato.
Se ha implementado un sistema de óptica adaptativa (AO) para mejorar la calidad del haz hasta un nivel cercano al límite de difracción.

Véase también

Referencias

↑ VULCAN entra en el Libro Guinness de los Récords por segundo año consecutivo (CLF, sitio web de Laser)
↑ "Instalación Láser Central - Área Objetivo Oeste (TAW)" . www.stfc.ac.uk. Archivado del original el 13 de abril de 2015.
↑ "Instalación Láser Central - Área Objetivo Petavatio (TAP)" . www.stfc.ac.uk. Archivado del original el 15 de abril de 2015.
↑ Enciclopedia de Física y Tecnología Láser: https://www.rp-photonics.com/chirped_pulse_amplification.html
↑ D. Strickland y G. Mourou, "Compresión de pulsos ópticos chirpeados amplificados", Opt. Commun. 56, 219 (1985)

Enlaces externos

El láser Vulcan y otros láseres en el CCLRC
láser vulcano
Brenner, Ceri. "Láser súper intenso" . Backstage Science . Brady Haran .

[1] VULCAN entra en el Libro Guinness de los Récords por segundo año consecutivo (CLF, sitio web de Laser)

[2] "Instalación Láser Central - Área Objetivo Oeste (TAW)" . www.stfc.ac.uk. Archivado del original el 13 de abril de 2015.

[3] "Instalación Láser Central - Área Objetivo Petavatio (TAP)" . www.stfc.ac.uk. Archivado del original el 15 de abril de 2015.

[4] Enciclopedia de Física y Tecnología Láser: https://www.rp-photonics.com/chirped_pulse_amplification.html

[5] D. Strickland y G. Mourou, "Compresión de pulsos ópticos chirpeados amplificados", Opt. Commun. 56, 219 (1985)

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