Talu ai nei, na faʻalauiloa mai ai e le Inisetiute o le Physics Faʻaaogaina o le Russian Academy of Sciences le eXawatt Center for Extreme Light Study (XCELS), o se polokalame suʻesuʻe mo masini faʻasaienisi tetele e faʻavae i luga o mea e matua ...lasers malolosi. O le galuega faatino e aofia ai le fausiaina o se nofoaga e matualeisa malosi telee faʻavae i luga o le tekinolosi faʻateleina o le pulse parametric chirped i totonu o tioata tetele o le potassium dideuterium phosphate (DKDP, chemical formula KD2PO4), faʻatasi ai ma le aofaʻi atoa e faʻamoemoeina o le 600 PW peak power pulses. O lenei galuega e tuʻuina atu ai faʻamatalaga taua ma suʻesuʻega e uiga i le poloketi XCELS ma ana faiga laser, e faʻamatalaina ai faʻaoga ma aʻafiaga e ono aʻafia ai e fesoʻotaʻi ma fegalegaleaiga o le malamalama malosi tele.
Na fautuaina le polokalame XCELS i le 2011 faatasi ai ma le sini muamua o le ausia o se malosiaga maualugaleisale pulse output o le 200 PW, lea ua faʻaleleia nei i le 600 PW. O lonafaiga lasere faalagolago i tekinolosi autu e tolu:
(1) O lo'o fa'aaogaina le tekinolosi Optical Parametric Chirped Pulse Amplification (OPCPA) nai lo le tekinolosi masani a le Chirped Pulse Amplification (Chirped Pulse Amplification, OPCPA). CPA);
(2) I le fa'aaogaina o le DKDP o le gain medium, o le ultra wideband phase matching e fa'atinoina e lata ane i le 910 nm wavelength;
(3) O se laser tioata neodymium tele e iai le malosiaga o le pulse e afe ma afe joules e faʻaaogaina e pamu ai se parametric amplifier.
O le ultra-wideband phase matching e maua lautele i le tele o tioata ma e faʻaaogaina i le OPCPA femtosecond lasers. E faʻaaogaina tioata DKDP aua o le pau lea o mea e maua i le faʻatinoina e mafai ona faʻatupulaʻia i le sefulu senitimita o le aperture ma i le taimi lava e tasi e iai uiga faʻapitoa e lagolagoina ai le faʻateleina o le tele-PW power.lasers. Ua iloa ai a pamuina le tioata DKDP e le malamalama faaluaina o le laser tioata ND, afai o le galu o le avefeau o le pulse ua faateleina e 910 nm, o vaega muamua e tolu o le faalauteleina o Taylor o le wave vector mismatch e 0.
O le Ata 1 o se fa'atulagaga fa'ata'ita'i o le faiga o le XCELS laser. O le pito i luma na fa'atupuina ai ni pulse femtosecond chirped ma se galu tutotonu o le 910 nm (1.3 i le Ata 1) ma ni pulse nanosecond 1054 nm na tuiina i totonu o le laser pamuina a le OPCPA (1.1 ma le 1.2 i le Ata 1). O le pito i luma e fa'amautinoa ai fo'i le fa'afetauiina o nei pulse fa'apea fo'i ma le malosi mana'omia ma fa'asologa o le spatiotemporal. O se OPCPA vaeluaga e fa'agaoioia i se fua fa'atatau maualuga atu (1 Hz) e fa'ateleina ai le pulse chirped i le sefulu o joules (2 i le Ata 1). O le pulse e fa'ateleina atili e le Booster OPCPA i totonu o se ave kilojoule e tasi ma vaevaeina i ni ave laiti tutusa e 12 (4 i le Ata 1). I le 12 OPCPA mulimuli, o pulse malamalama chirped ta'itasi e 12 e fa'ateleina i le tulaga kilojoule (5 i le Ata 1) ona fa'apipi'i lea e le 12 compression gratings (GC o le 6 i le Ata 1). O le faamama fa'asalalauina o le acousto-optic programmable e fa'aaogaina i le pito i luma e pulea tonu ai le fa'asalalauina o le saoasaoa o le vaega ma le fa'asalalauina o le fa'atonuga maualuga, ina ia maua ai le lautele la'ititi o le pulse. O le pulse spectrum e foliga mai e toetoe lava 12th-order supergauss, ma o le spectral bandwidth i le 1% o le maualuga o le tau e 150 nm, e tutusa ma le lautele o le pulse o le Fourier transform limit o le 17 fs. I le mafaufauina o le le atoatoa o le fa'asalalauina o le fa'asalaga ma le faigata o le nonlinear phase compensation i parametric amplifiers, o le lautele o le pulse e fa'amoemoeina e 20 fs.
O le XCELS laser o le a fa'aaogaina ni vaega se lua e lua e 8-channel UFL-2M neodymium glass laser double (3 i le Ata 1), e 13 auala o le a fa'aaogaina e pamu ai le Booster OPCPA ma le 12 OPCPA mulimuli. O auala e tolu o totoe o le a fa'aaogaina e fai ma nanosecond kilojoule pulsed tuto'atasi.punaoa lasermo isi fa'ata'ita'iga. Fa'atapula'aina e le tulaga fa'atapula'aina o le optical breakdown o tioata DKDP, o le malosi o le fa'avevela o le pamu ua setiina i le 1.5 GW/cm2 mo alalaupapa ta'itasi ma o le umi e 3.5 ns.
O alalaupapa taʻitasi o le XCELS laser e gaosia ai ni pulupulu ma le malosi e 50 PW. O alalaupapa e 12 e maua ai le malosiaga atoa e 600 PW. I totonu o le potu autū o le sini, o le malosi maualuga o le taulaʻiga o alalaupapa taʻitasi i lalo o tulaga lelei e 0.44×1025 W/cm2, i le manatu o loʻo faʻaaogaina elemene taulaʻiga F/1 mo le taulaʻiga. Afai e faʻapipiʻi atili le pulupulu o alalaupapa taʻitasi i le 2.6 fs e ala i le metotia pe a uma ona faʻapipiʻi, o le malosiaga o le pulupulu e tutusa ma le a faʻateleina i le 230 PW, e tutusa ma le malosi o le malamalama o le 2.0×1025 W/cm2.
Ina ia ausia le malosi tele o le malamalama, i le 600 PW le malosiaga, o le a taula’i atu le malamalama i ala e 12 i le geometry o le inverse dipole radiation, e pei ona fa’aalia i le Ata 2. A le loka le vaega o le pulse i ala ta’itasi, e mafai ona o’o atu le malosi o le taula’i i le 9×1025 W/cm2. Afai e loka ma fa’afetaui vaega ta’itasi o le pulse, o le a fa’ateleina le malosi o le malamalama e mafua mai ai i le 3.2×1026 W/cm2. I le fa’aopoopoga i le potu autu o le sini, o le poloketi XCELS e aofia ai le o’o atu i le 10 fale su’esu’e, e tofu ma le tasi pe sili atu ave mo fa’ata’ita’iga. I le fa’aaogaina o lenei fanua malamalama malosi tele, o le poloketi XCELS e fuafua e fa’atino fa’ata’ita’iga i vaega e fa: faiga o le quantum electrodynamics i fanua laser malolosi; Le gaosiga ma le fa’avavevaveina o vaega; Le gaosiga o le fa’asalalauga eletise lona lua; Astrophysics i le fale su’esu’e, faiga maualuga o le malosi ma su’esu’ega fa’ama’i.
ATA 2 Fa'ata'atia o le geometry i totonu o le potu autu o le sini. Mo le manino, o le fa'ata fa'ata'atia o le ave 6 ua setiina i le manino, ma o ave ulufale ma ave fa'asalalau e na'o le lua auala 1 ma le 7 e fa'aalia ai.
O loʻo faʻaalia i le Ata 3 le faʻatulagaga o vaega taʻitasi o loʻo faʻatinoina ai le faiga o le XCELS laser i le fale faʻataʻitaʻi. O le eletise, pamu vacuum, togafitiga vai, faʻamamāina ma le ea malulu o loʻo i totonu o le fogafale pito i lalo. O le aofaʻi atoa o le eria o loʻo fausia ai e sili atu i le 24,000 m2. O le aofaʻi atoa o le eletise e faʻaaogaina e tusa ma le 7.5 MW. O le fale faʻataʻitaʻi e aofia ai se faʻavaa atoa gaogao i totonu ma se vaega i fafo, e taʻitasi ma fausia i luga o ni faʻavae se lua ua vavaeʻese. O le vacuum ma isi faiga e faʻaosofia ai le gatete ua faʻapipiʻiina i luga o le faʻavae e vavaeʻese mai le gatete, ina ia faʻaitiitia le malosi o le faʻalavelave e tuʻuina atu i le faiga laser e ala i le faʻavae ma le lagolago i lalo ifo o le 10-10 g2/Hz i le vaega o le 1-200 Hz. E le gata i lea, o loʻo faʻatulagaina se fesoʻotaʻiga o faʻailoga faʻasino geodesic i le fale laser e mataʻituina ai ma le faʻaeteete le feʻaveaʻi o le eleele ma meafaigaluega.
O le galuega faatino a le XCELS e fa'amoemoe e fausia se nofoaga tele mo su'esu'ega fa'asaienisi e fa'avae i luga o leisa e matua'i maualuga lava le malosi. E mafai e se tasi ala o le faiga o leisa XCELS ona tu'uina atu se malosi o le malamalama e sili atu i le 1024 W/cm2, lea e mafai ona sili atu i le 1025 W/cm2 i le tekonolosi pe a uma ona fa'apipi'i. E ala i le fa'apipi'iina o pulupulu i le dipole mai ala e 12 i le faiga o leisa, e mafai ona ausia se malosi e latalata i le 1026 W/cm2 e tusa lava pe a uma ona fa'apipi'i ma loka vaega. Afai e loka le fa'amaopoopoina o vaega i le va o ala, o le a sili atu le malosi o le malamalama i le tele o taimi. I le fa'aaogaina o nei malosi o pulupulu ua fa'amaumauina ma le fa'atulagaga o le ave o ala e tele, o le a mafai e le nofoaga o le XCELS i le lumana'i ona faia ni fa'ata'ita'iga ma le malosi tele, fa'asalalauga faigata o le fanua malamalama, ma su'esu'eina fegalegaleaiga e fa'aaoga ai ave o leisa e tele ala ma le fa'asalalauga lona lua. O le a i ai se matafaioi tulaga ese i le matata o le fisiki fa'ata'ita'i o le fanua eletise malosi tele.
Taimi na lafoina ai: Mati-26-2024