وفقا لتقارير وسائل الإعلام الأجنبية ، قام مركز مسرع الليزر في مختبر بيركلي (بيلا) في مختبر بيركلي الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية بتطوير واختبار نظام بصري مبتكر يقيس ويتحكم بدقة في موضع أشعة الليزر عالية الطاقة ويشير إلى الدقة السابقة. الزاوية - لا تقاطع أو تتداخل مع شعاع الليزر. سيساعد هذا النظام الجديد المستخدمين في المجتمع العلمي على زيادة أشعة الليزر عالية الطاقة إلى أقصى حد.
يتم توجيه عمل التحقق التجريبي هذا من قبل مختبر بيركلي والدكتوراه في بيركلي ، جامعة كاليفورنيا. تم وصف بحثها في ورقة بحثية في "علوم وهندسة الليزر عالي الطاقة" ، "علوم وهندسة الليزر عالية الطاقة".
وقال كاميرون جيديس من وزارة تكنولوجيا مسرع مختبر بيركلي والتطبيقات الفيزيائية (ATAP): "هذا تقدم كبير في القياس والتحكم ، مما سيفيد مرافق الليزر عالية الطاقة في العالم". مركز بيلا هو جزء من القسم.
لا يوجد قياس للتداخل
يعرف بعض المستخدمين الذين لديهم تطبيقات صعبة أن شعاع الليزر يتحرك ضمن نطاق أدنى للاستجابة حتى لاهتزاز وتباين بيئة المختبر الأكثر تحكما فيه. وقال إيسونو: "إذا فاتتك الهدف، طالما أن لديك بضعة ميكرونات، يمكنك إحداث فرق بين المكملات الغذائية غير الضرورية للعلم المذهل وضوضاء الخلفية". يمكن أن يؤدي إزاحة التوجيه الصغير أيضا إلى تعقيدات غير ضرورية. هذا هو المكان الذي يعمل فيه مستشعر التشخيص ونظام التغذية الراجعة.
قياس عدم التداخل
يعرف بعض المستخدمين الذين لديهم تطبيقات صعبة أن شعاع الليزر يتحرك ضمن نطاق أدنى للاستجابة حتى لاهتزاز بيئة المختبر الأكثر تحكما والتباين الذي قالته ISONO: "إذا فاتتك الهدف ، طالما لديك عدد قليل من الميكرونات ، يمكنك إحداث فرق بين المكملات الغذائية غير الضرورية للعلوم المذهلة وضوضاء الخلفية. " يمكن أن يؤدي إزاحة التوجيه الصغير أيضا إلى تعقيدات غير ضرورية. هذا هو المكان الذي يعمل فيه مستشعر التشخيص ونظام التغذية الراجعة.
جوهر هذه الطريقة الجديدة هو بنية الليزر مع ثلاث خصائص رئيسية. أولا ، يوفر خمس نبضات عالية الطاقة وألف نبضة منخفضة الطاقة في الثانية ، وكلها تتبع نفس المسار. ثانيا ، تم تصميم خط الشعاع لتحسين ، مما يجعل نبضة الطاقة العالية وحجم واختلاف نبضة الطاقة المنخفضة. وأخيرا ، فإنه يستبدل إحدى مرايا أسلاك الشعاع المنعكسة بمرآة مبتكرة على شكل إسفين لها طلاء خاص في السطح الأمامي والسطح الخلفي للمرآة.
تنعكس جميع الحزم الرئيسية تقريبا من السطح الأمامي للعنصر البصري دون أن تتأثر بتأثيرات مهمة أخرى. يتم نشر جزء صغير من الشعاع (1٪ من طاقة الإدخال) عبر السطح الأمامي وينعكس من السطح الخلفي. هذا "شعاع الشاهد" يكاد يكون موازيا للشعاع الرئيسي من خلال أي جهاز بصري لاحق ، وهناك تحويلة كافية لتسهيل وضع الأداة. والنتيجة النهائية هي أن زاوية الإشارة والموضع الجانبي لشعاع الضوء مرتبطان بارتفاع الشعاع العالي.
وقال إيسونو إن النتيجة هي "قياس لا يتداخل مع شعاع الليزر الرئيسي، ولكن من الدقيق جدا إخبارنا بوضعه".
فوائد لمركز بيلا وأماكن أخرى
الهدف الأخير للباحثين هو استخدام هذه الطريقة التشخيصية كجزء من نظام التغذية المرتدة لتحقيق الاستقرار الفعال في الوضع الجانبي وزاوية الإشارة لليزر. ومن المأمول إجراء دراسة أولية على مركز بيلا باستخدام ليزر 100 تيراوات. توضح المخطوطة احتمال اهتزاز ليزر 5 هرتز عالي الطاقة من خلال تثبيت تسلسل نبضات الليزر بالطاقة المنخفضة 1 كيلو هرتز. حدث اهتزاز وحركة شعاع الليزر في بضع عشرات من هيرتز ، والتي تقع تماما ضمن نطاق أنظمة التغذية المرتدة العملية. ومن المتوقع أن يتحسن موضع وزاوية انتقال نبضات الليزر عالية الطاقة خمس مرات.
يعد تطوير مسرع جسيمات البلازما بالليزر (LPAS) المهمة الرئيسية لمركز Bella ، والذي يعكس الفوائد المحتملة لهذا الابتكار. تنتج LPAS مجالا كهربائيا فائقا ، يمكنه تسريع الجسيمات المشحونة بسرعة كبيرة ، وبالتالي توفير الأمل للجيل التالي ، مسرع أكثر بأسعار معقولة ، يمكن استخدامه في تطبيقات مختلفة. نظرا لأن LPA يتم تسريعه في أنبوب مجوف رفيع أو "شعري" ، فسوف يستفيدون بشكل كبير من التحكم المحسن في موضع شعاع ليزر القيادة وزاوية التأشير.
التطبيق المباشر في وسط BELLA هو توفير شعاع إلكترون لليزر الإلكتروني المجاني (FEL) باستخدام مسرع بلازما يعمل بالليزر - يمكن للجهاز إنتاج نبضة فوتون ساطعة من طاقة الضوء المرئي وطول موجي قصير.
وقال إيسونو: "إن الريسوتر ، المصفوفة المغناطيسية في قلب FEL ، لديه متطلبات صارمة للغاية لقبول شعاع الإلكترون ، والذي يرتبط ارتباطا مباشرا بزاوية التأشير والتقلبات الأفقية لليزر محرك LPA".
Kbella المقترح هو نظام ليزر من الجيل التالي ، والذي سيكون تطبيقا محتملا مع الطاقة العالية وتكرار الكيلوهرتز. "هذا العمل لا يقتصر على تسريع البلازما بالليزر" ، قال مدير مركز بيلا. إريك إريك إيساري. "إنه يحل طلبا محددا على صناعة الليزر عالية الطاقة بأكملها ، مما يثبت وجود نسخة منخفضة الطاقة مرتبطة بنبض عالي الطاقة ، دون تدخل واضح. أي مكان لتمرير أشعة الليزر عالية الطاقة إلى أي تطبيق بدقة معينة ، وهذا التشخيص سيجلب تغييرات كبيرة. فكر في تجربة تصادم جسيمات الليزر، أو التفاعل بين أهداف الليزر وميكرون الدقيقة. "
