1.«Разработка и создание оптической схемы формирования мощных импульсов излучения для лазерно-плазменного генератора высокозарядных ионов в проекте ТВН-ИТЭФ» - презентация

1 1.«Разработка и создание оптической схемы формирования мощных импульсов излучения для лазерно-плазменного генератора высокозарядных ионов в проекте ТВН-ИТЭФ» Балабаев А., Кондрашев С., Сатов Ю., Шарков Б., Шумшуров А. (ИТЭФ) Макаров К., Смаковский Ю. ( ТРИНИТИ). 1.Production of He-like light and medium mass ions in laser ion source. Rev. Sci.Instrums, 71 (3), March Исследование динамики распространения импульсов CO 2 лазера в цепочке нелинейных поглощающих и усиливающих сред. Квант. Электр., 31 (1), Generation of intense beams of Pb +4 -Pb +10 ions in a laser ion source. Rev. Sci. Instrums, 73, (3), High power CO 2 laser system with repetition rate operation for high current multi-charged heavy ion generation. J. Russ. Laser Res. 25 (3), The «SKATE» CO 2 gigawatt laser for a laser-plasma generator of ions and nuclei. J. Russ. Laser Res. 25 (6), 2004.

2 2. Сравнение лазера в режиме свободной генерации и генератор-усилительной схемы формирования импульса излучения Режим свободной генерации: Длительность импульса : ~(40-100)нс, неконтролируемая форма и спектр, энергосодержащий «хвост» излучения Низкое качество пространственной формы пучка, дифракционные искажения Предельный лазерный выход: ~100 МВт/л (малый активный объем), ( «Малыш-м») ~50 МВт/л (большой активный объем) («100 Дж лазер») Генератор-усилитель: Длительность импульса ограничена только шириной полосы усиления и имеет предел для усилителя атмосферного давления ~ пс Энергосъем зависит от длительности импульса и, например, для t=1.2нс энергия насыщения Е S =70мДж/см 2. Выходная энергия с усилителя «100 Дж лазер» составит: E OUT =V* Е S *g 0 =60Дж и выход по мощности ~1.9 ГВт/л где V=26л-активный объем, Е S =70мДж/см 2, g 0 =3.3 *10 -2 см -1 –коэффициент усиления слабого сигнала Стабильные выходные характеристики и контролируемая форма импульса и спектрального состава.

3 3.Пример традиционной схемы формирования импульса СО 2 лазера 100Дж/2нс в усилительной линейке (по литературным данным)

4 4. Схема генерации импульса в нелинейной системе резонансного поглотителя и усилителя, основанная на самовоздействия излучения 1-задающий генератор; 2,11-поглощающая ячейка; 3-дифракционная решетка; 4,5,6- пространственный фильтр; плоские зеркала; 12,13-телескоп; 14-усилитель

5 5. Стабилизированный одночастотный задающий генератор 1-модуль атмосферного давления; 2-трубка низкого давления; 3- электрическая схема питания; 4-оптическая скамья с оптическими элементами и стабилизацией длины резонатора

6 6. Широкоапертурный усилитель 1-лазерная камера; 2-основной ГИН; 3-охранный электрод; 4-электронная пушка и конвертор в рентгеновский пучок; 5- ГИН электронной пушки; 6-оптический модуль; 7- газовый контур; 8-вентилятор и схема охлаждения; 9-катализаторный модуль

7 7. Общий вид генератор-усилительной схемы для формирования мощного короткого импульса 1-задающий генератор; 2-блоки электро и газопитания; 3-секция резонансного поглотителя; 4-простронственный фильтр; 5-оптический узел ввода излучения в усилитель; 6-защитный кожух; 7-усилитель; 8,9-оптические секции

8 8. КАМЕРА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ С МИШЕНЬЮ И ЭКСТРАКЦИИ 1-секция ввода лазерного излучения; 2-секция фокусирующего объектива; 3- мишенный узел; 4-секция экстракции ионного пучка

9 9. Основные выводы. Научная и практическая ценность работы. Разработана лазерная схема формирования мощного короткого импульса, основанная на самовоздействии излучения в резонансно-поглощающих и усиливающих средах. Создан стабилизированный одночастотный задающий СО 2 лазерный генератор 200мДж / 75нс / 3Гц. Создан широкоапертурный усилительный модуль 150Дж /100нс / 1Гц. Создан частотный лазерно-плазменный генератор ионов Pb 27+ : 2*10 9 частиц /5мкс на основе генератор-усилительной схемы формирования импульса лазерного излучения.