Nike лазер

Лазер Nike в Военно-морской исследовательской лаборатории США в Вашингтоне, округ Колумбия, представляет собой 56-лучевой, 4–5 кДж на импульс, накачиваемый электронным пучком, эксимерный лазер на фториде криптона , который работает в ультрафиолете на длине волны 248 нм с длительностью импульса в несколько наносекунд. Nike был завершен в конце 1980-х годов и используется для исследований в области инерциального удержания термоядерного синтеза . При использовании лазера KrF с оптическим сглаживанием наведенной пространственной некогерентности (ISI) модуляции в фокусном профиле лазера (анизотропия интенсивности пучка) составляют всего 1% в одном пучке и <0,3% при перекрытии 44 пучков. Эта особенность особенно важна для минимизации затравки неустойчивостей Рэлея-Тейлора в плазме имплозирующей капсулы термоядерной мишени .

Фон

Лазер Electra в NRL продемонстрировал более 90 000 выстрелов за 10 часов; частота повторения необходима для электростанции IFE. ^[1]

В газовом лазере вся молекула газа изменяет энергетические уровни, чтобы выпустить свет. Это отличается от лазеров, которые полагаются на электроны внутри данного атома для изменения энергетических уровней. Преимущество газовых лазеров в том, что без твердой среды оборудование внутри пучка не нагревается. Это позволяет эксимерным лазерам стрелять с высокой частотой повторения. Другим преимуществом является то, что этот луч не проходит через твердое стекло, которое искажает луч, требуя сглаживания после его создания. В 2013 году лазер Electra смог продемонстрировать более 90 000 выстрелов за 10 часов с использованием газа KRF. ^[2]

Криптон-фторидные лазеры более активно изучались для использования в термоядерной энергии в период с конца 1980-х до середины 1990-х годов; ниже приведен список учреждений, которые имели исследовательские программы: ^[3]

Лаборатория Резерфорда-Эпплтона
Электротехническая лаборатория Японии
Китайский институт атомной энергии
Лазер Aurora KrF в Лос-Аламосе ^[4]

Дизайн

Лазерная система NIKE начинается с генератора Маркса , который формирует большой импульс напряжения. Он применяется к твердотельному (или магнитному) переключателю, который передает эту энергию в заполненную водой линию передачи. Эта линия передачи представляет собой большую металлическую трубу, заполненную водой или маслом, содержащим ток. Труба включает в себя клапаны сброса давления на случай короткого замыкания/испарения внутри линии. Этот ток передается на плазменный лазерный переключатель. Лазерный луч проходит через плазменный переключатель, который индуцирует потоки электронов, ударяющих по пластине эмиттера, которая перекачивает энергию в газ KRF или ARF.

Смотрите также

Список типов лазеров

Ссылки

^ Обеншайн, Стивен и др. «Высокоэнергетические лазеры на фториде криптона для инерциального термоядерного синтеза». Прикладная оптика 54.31 (2015): F103-F122.
^ Вулфорд, Мэтью Ф. и др. «Драйвер лазера на фториде криптона (KrF) для инерциальной термоядерной энергии». Fusion Science and Technology 64.2 (2013): 179-186.
^ «Материалы 4-го международного семинара по технологии лазера KrF» Аннаполс, Мэриленд, 2 мая 1994 г. — 5 мая 1994 г.
^ Коггешолл, С.В. и др. «АВРОРА: ЛОС-АЛАМОССКАЯ СИСТЕМА ЛАЗЕРНОГО ТЯЖКА KrF». Технология термоядерного синтеза, 1990. Elsevier, 1991. 228–232.

Внешние ссылки

Лазерный комплекс Nike KrF на navy.mil

[1] Обеншайн, Стивен и др. «Высокоэнергетические лазеры на фториде криптона для инерциального термоядерного синтеза». Прикладная оптика 54.31 (2015): F103-F122.

[2] Вулфорд, Мэтью Ф. и др. «Драйвер лазера на фториде криптона (KrF) для инерциальной термоядерной энергии». Fusion Science and Technology 64.2 (2013): 179-186.

[3] «Материалы 4-го международного семинара по технологии лазера KrF» Аннаполс, Мэриленд, 2 мая 1994 г. — 5 мая 1994 г.

[4] Коггешолл, С.В. и др. «АВРОРА: ЛОС-АЛАМОССКАЯ СИСТЕМА ЛАЗЕРНОГО ТЯЖКА KrF». Технология термоядерного синтеза, 1990. Elsevier, 1991. 228–232.