Laser Trident - Trident laser

Uma folha de alumínio irradiada pelo Trident Laser (entrando pela direita), produzindo raios X, elétrons quentes e um feixe de íons, que não pode ser visto diretamente. O plasma da interação intensa é visível como os dois cones jorrando em qualquer direção do alvo (centro), expandindo no vácuo. Plasmas produzidos por raios X nas superfícies circundantes criam estruturas brilhantes. A luz verde iluminando a cena vem da segunda luz harmônica (527 nm) produzida a partir do comprimento de onda fundamental do feixe de pulso curto (1053 nm) na interface alvo / plasma / laser alguns 10s de micrômetros à frente do alvo.

O Trident Laser era uma instalação de laser de estado sólido de alta potência, classe subpetawatt , localizada no Laboratório Nacional de Los Alamos ( website LANL ), em Los Alamos , Novo México , originalmente construída no final dos anos 1980 para pesquisa de fusão por confinamento inercial (ICF) pela KMS Fusion , fundada por Kip Siegel , em Ann Arbor , Michigan , foi posteriormente transferida para Los Alamos no início dos anos 1990 para ser usada em ICF e pesquisa de materiais. O sistema está sendo desativado agora, com os experimentos finais de laser sendo concluídos em fevereiro de 2017. Em 2020, o laser Trident foi desativado e enviado para a Universidade do Texas em Austin para armazenamento.

O Trident Laser consiste em três cadeias de laser principais ( A , B e C ) de amplificadores de vidro de neodímio (ou Nd: vidro), duas são linhas de feixe de impulso longo idênticas, A e B , e uma terceira linha de luz, C , que pode ser operada tanto no modo de pulso longo quanto no modo de pulso curto de amplificação de pulso chirped (CPA). Os feixes de pulso longo A e B são cadeias de laser capazes de fornecer até ~ 500 J a 1054 nm, cuja frequência é dobrada para 527 nm e ~ 200 J dependendo da duração do pulso; a duração do pulso pode variar de 100 ps a 1 μs e é uma capacidade única de qualquer grande laser nos Estados Unidos (e possivelmente no mundo). A terceira cadeia de laser, linha de luz C , pode produzir até ~ 200 J em 1054 nm, ou pode ter frequência dobrada para 527 nm em ~ 100 J no modo de impulso longo com a mesma variabilidade de duração de pulso dos feixes A e B ; ou pode ser usado na configuração de aprimoramento Trident recentemente concluída (junho de 2007), permitindo que o feixe de ~ 200 J seja comprimido via CPA para ~ 600 fs e ~ 100 J, produzindo potências na escala de um quarto de petawatt (~ 200 TW) com uma série de diagnósticos de laser e plasma. Uma linha de luz de sonda 100 mJ 500 fs também está disponível.

O sistema de laser de ultra alta intensidade de pulso curto 200TW é atualmente um detentor do recorde mundial em energia de aceleração de íons com mecanismo de aceleração de bainha normal alvo, produzindo prótons a 58,5 MeV de uma folha plana, batendo o recorde do laser NOVA Petawatt em 1999; e prótons de 67,5 MeV de alvos microcônicos. O Trident oferece desempenho Petawatt com um quinto da potência. O feixe 200TW ou C é capaz de focar em menos de 10 micrômetros de diâmetro para atingir intensidades de campo de laser (irradiância) de ~ 2x10 20 W / cm 2 , produzindo prótons acima de 50 MeV, bem como raios X de alta qualidade e alta energia. A interação pode ser diagnosticada com um Diagnóstico Focal de Retrodifusão semelhante a um diagnóstico de Retrodifusão de Abertura Total (FABS) na Instalação Nacional de Ignição . Um novo front-end para o laser emprega uma técnica de limpeza de 2ª ordem, chamada de limpeza SPOPA (para amplificação paramétrica óptica de pulso curto), que reduz o contraste para uma relação de intensidade melhor que 10-9 ASE, tornando-a uma das mais limpas ultra-altas laser de alta potência de alta intensidade do mundo.

O laser estava sendo usado para pesquisa ICF de ignição rápida , experimentos de matéria densa quente, estudos de dinâmica de materiais e pesquisa de interação laser-matéria, incluindo aceleração de partículas, retroiluminação por raios-X e instabilidades de plasma a laser (LPI).

Para obter mais informações, consulte o site Trident User Facility: Trident User Facility , Laboratório Nacional de Los Alamos , consulte as referências abaixo e estes artigos usando o laser:

Veja também

Referências

Links externos