Vedci z Oxfordskej univerzity odhalili priekopnícku metódu na zachytenie úplnej štruktúry ultra - intenzívnych laserových impulzov pri jednom meraní. Prielom, uverejnený v úzkej spolupráci s Ludwig - Maximilian University of Mníchov a Max Planck Institute for Quantum Optics, by mohol revolúciou v oblasti regulácie interakcií svetla -.
To by malo transformačné aplikácie v mnohých oblastiach, vrátane výskumu nových foriem fyziky a realizácie extrémnych intenzít potrebných na výskum fúznej energie. Výsledky boli uverejnené vPrírodná fotonika.
Ultra - Intenzívne lasery môžu urýchliť elektróny na blízko - svetlo v rámci jediného oscilácie (alebo „vlnového cyklu“ elektrického poľa, čo z nich robí výkonný nástroj na štúdium extrémnej fyziky. Ich rýchle kolísanie a zložitá štruktúra však robia skutočné merania časov ich vlastností náročné.
Až doteraz existujúce techniky zvyčajne vyžadovali stovky laserových záberov na zostavenie úplného obrazu, čím obmedzujú našu schopnosť zachytiť dynamickú povahu týchto extrémnych svetelných impulzov.
Nová štúdia spoločne vedená vedcami na Oxfordskom oddelení fyziky University of Oxford a Ludwig - Maximilian University of Mníchov v Nemecku opisuje nový singel - diagnostická technika s názvom Raven (real {{{2}. Táto metóda umožňuje vedcom merať úplný tvar, načasovanie a zarovnanie jednotlivých ultra - s vysokou presnosťou.
Mať úplný obraz o správaní laserového impulzu by mohol v mnohých oblastiach revolúciou v prírastkoch výkonnosti. Napríklad by mohlo umožniť vedcom pokutovať - naladiť laserové systémy v reálnom - čas (dokonca aj pre lasery, ktoré vystrelia iba príležitostne) a preklenujú medzeru medzi experimentálnou realitou a teoretickými modelmi, čo poskytuje lepšie údaje pre počítačové modely a AI -}}}}}}} simulácií.
Metóda funguje rozdelením laserového lúča na dve časti. Jeden z nich sa používa na meranie toho, ako sa farba laserovej farby (vlnová dĺžka) mení v priebehu času, zatiaľ čo druhá časť prechádza dvojlomovým materiálom (ktorý oddeľuje svetlo s rôznymi polarizačnými stavmi). Mikrolenské pole (mriežka malých šošoviek) potom zaznamenáva, ako je štruktúrovaný vlnový vlny laserového impulzu (tvar a smer).
Informácie sú zaznamenané špecializovaným optickým senzorom, ktorý ich zachytáva na jedinom obrázku, z ktorého počítačový program rekonštruuje plnú štruktúru laserového impulzu.
Vedúci vedecký pracovník Sunny Howard (Ph.D. Výskumník na Katedre fyziky, University of Oxford a návštevník vedcov v Ludwig {- Maxilian University of Mníchov) povedal: „Náš prístup umožňuje prvýkrát, úplný zachytenie ultra {3} {{3} {{3} {3} {{3} {3} {{3} intenzívny laserový impulz v reálnom -}}}}}}}}}}}}-}}}} {}}} {}}} {}}} {}}} {}}} {}} {}}} {}} {} času vrátane jeho polície a komplexného konštrukcie.
„To nielenže poskytuje bezprecedentné informácie o interakciách lasera -, ale tiež pripravuje cestu na optimalizáciu vysokých - Power Laser Systems spôsobom, ktorý bol predtým nemožný."
Táto technika bola úspešne testovaná na Atlas - 3000 Petawatt - Laser v Nemecku, kde odhalila malé skreslenie a posuny vlny v laserovom impulze, ktoré nebolo predtým nemožné zmerať v reálnom {{3} času, čo umožňuje výskumnému tímu, aby sa jemne naladil nástroja.
Tieto deformácie, známe ako Spatio - Časové spojky, môžu významne ovplyvniť výkonnosť laserových experimentov s vysokým -.
Poskytnutím skutočného - časovej spätnej väzby Raven umožňuje okamžité úpravy, zlepšenie presnosti a účinnosti experimentov vo fyzike plazmy, zrýchlenia častíc a vysokej vedy o hustote energie. Výsledkom je tiež významné úspory času, pretože na úplné charakterizáciu vlastností laserového impulzu nie je potrebné viac záberov.
Táto technika tiež poskytuje potenciálnu novú cestu na realizáciu zariadení zotrvačných fúznych energetických zariadení v laboratóriu - Kľúčovou bránou k generovaniu fúznej energie v mierke dostatočnej na energetické spoločnosti. Zariadenia zo inerciálnej fúzie Energy používajú ultra - intenzívne laserové impulzy na generovanie vysoko energetických častíc v plazme, ktoré sa potom šíria do fúzneho paliva.
Tento koncept „pomocného vykurovania“ vyžaduje presnú znalosť intenzity zameraného laserového impulzu, aby sa zacielil na optimalizáciu výnosu fúzie, ktorý teraz poskytuje Raven. Zamerané lasery by tiež mohli poskytnúť silnú sondu pre novú fyziku -, napríklad generovanie fotónu - rozptyl fotónov vo vákuu nasmerovaním dvoch pulzov navzájom.
CO - Autor profesor Peter Noreys (Katedra fyziky, Oxfordská univerzita), hovorí: „Tam, kde by väčšina existujúcich metód by vyžadovala stovky záberov, Raven dosahuje kompletný špacht Ultra - Intenzívne laserové aplikácie, ktoré sľubujú presadzovanie hraníc laserovej vedy a techniky.
CO - Autor Dr. Andreas Döpp (fyzikálna fakulta, ludwig - maximilians {{{}} Univerzita Mníchov a navštevujúci vedec, ktorý preme Ultra - Intenzívne impulzy sú obmedzené na taký malý priestor a čas, keď sú zamerané, existujú zásadné limity toho, koľko rozlíšenia je skutočne potrebné na vykonanie tohto typu diagnostiky.
„Bola to hra - Changer a znamenalo, že by sme mohli používať mikrotenzie, takže naše nastavenie je oveľa jednoduchšie.“
Vzhľadom na to, že vedci dúfajú, že rozšíria používanie havranu do širšej škály laserových zariadení a preskúmajú jeho potenciál pri optimalizácii výskumu zotrvačnej fúznej energie, laserom -, akcelerátory častíc a vysoko - kvantové elektrodynamické experimenty.
