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高强度激光器痴母中字手机的前所未有的等离子镜头

物理学 2021-09-20 00:06:18

通过Joe Chew,Lawrence Berkeley National实验室是20厘米长的毛细管放电波导,用于贝拉中心,以引导高强度激光脉冲,并应用于迄今为止的记录对于加速电子:80亿电子伏特(GEV)学分:Thor Swift / Berkeley Lab高功率激光脉冲专注于小斑点,达到令人难以置信的强度,使各种应用能够从科学研究到工业和工业医学

例如,在伯克利实验室激光加速器(Bella)中心,强度是构建粒子加速器的关键,比达到相同能量的常规时间短千倍的时间

然而,激光等离子体加速器(LPA)需要持续的强度超过多厘米,而不仅仅是由于衍射而迅速扩展的焦点重点

以实现持续强度,贝拉中心,在能源劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室),使用薄空心制定res或“毛细血管”,含有血浆以运送光脉冲

贝拉中心科学家们一直推动较长且较长较长的毛细管,因为它们争取其LPA的更高梁能量

最新的工作表明,比以往更高的精度,这些等离子体波导非常稳定并且可重复的高质量,并且这些特性可以保持在距离上,只要40厘米

确认这一关键技术对于LPA可以扩大,因为贝拉中心推动更高的能量,受益于从生物医学研究和治疗到自由电子激光光源的潜在应用,用于研究设施的自由电子激光源

由博士后学者玛琳的工作导致车工,与员工科学家安东尼Gonsalves合作 - 在高功率激光科学和工程期刊发布的一项研究中描述了

“”这项工作表明,毛细血管可以产生极其稳定的等离子体靶标,并观察到加速器性能的变化主要是激光波动驱动,这表明了对主动激光反馈控制的需求,“加速器技术和应用物理划分总监Cameron Geddes”贝拉中心的父组织“

玛琳特纳(右)合作与安东尼Gonsalves的Covid预防措施

学分:Thor Swift / Berkeley Lab等离子渠道给POWerful的脉冲纤维光学器件可以在现代计算机网络中熟悉的原理(现代化计算机网络)运输激光束脉冲,然而,在贝拉中心使用的高激光强度(比地球上的阳光更加强烈的20级)表面),通过激光场从它们的母体原子接近瞬间除去电子,破坏诸如玻璃纤维的固体材料

解决方案是使用等离子体,是电子已经去除的物质状态从它们的原子中,作为“纤维

”贝拉中心使用等离子体,以引导距离的激光脉冲,只要20厘米,以实现最高的激光驱动的粒子能量

等离子体是通过电气放电而产生的毛细管

这是通过激光脉冲设定的电子“冲浪”一波超高电场

持续的焦点越长,它们在骑行结束时越快然而,放电中的气体击穿是一种暴力和很大程度上是不受控制的事件(想象一下,微小的限制雷击)

图表向前推行了更高的能量和精密控制的路径贝拉中心,研究人员需要知道波浪引导特性从一个激光脉冲到anothER,以及每个激光脉冲如何引导

,以使类似于光纤的波动结果,等离子体密度应在中心最低,用数学上描述为抛物线的轮廓

“我们以前所未有的精度显示,等离子体型材确实在激光脉冲点尺寸上对其设计为引导的激光脉冲点尺寸非常抛配物,”该Gonsalves

“允许在波导中进行脉冲传播没有质量退化

“马琳特纳检查了40厘米长的毛细血管

学分:Thor Swift / Berkeley Lab其他类型的等离子波导(有几种方式创造它们)也可以用高peci测量使用这些方法的SION

测量精度也是研究密度轮廓从一个激光拍摄的密度变化的理想选择,因为虽然毛细管是耐用的,但是它内的波浪引导等离子体每次重新形成

球队发现出色的稳定性和再现性

“这些结果,以及我们对机器学习技术的积极反馈的持续工作,是提高激光稳定性和可用性的重要一步。等离子体加速器,“贝拉中心主任Eric Esarey

(激光波动的积极反馈也是贝拉中心的研发的主题

)引导激光脉冲照亮a进步激增 - 等离子体加速技术的路径唯论可以降低粒子加速器的大小和成本 - 增加了他们对医院和大学的可用性,并且最终将这些益处带到了高能物理学的下一代粒子撞机

其中一个钥匙增加其超出目前80亿电子伏特(GEV)的粒子束能量是使用更长的加速通道;另一个是“分期”,或者使用一个加速模块的输出作为另一个

验证加速度的等离子体信道的质量 - 以及质量的稠度和再现性除了这些计划的技术基础上的信心投票

除了表明这种基于毛细管基的波导高一致的质量,这项工作涉及波导两倍,只要用于实现录制的能量

“”我们现在已经开发的精度40-厘米长的波导可以推动那些能量甚至更高,“特纳

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