아르고스 레이저

Argus laser
Argus 레이저 오버헤드뷰Target 챔버 영역은 맨 위 벽(왼쪽 위)에 있습니다.

Argus는 1976년 Lawrence Livermore National Laboratory에서 관성구속융합을 연구하기 위해 20cm(7.9인치)의 출력 개구부를 가진 2빔 고출력 적외선 네오디뮴 도프 실리카 유리 레이저입니다.Argus는 레이저-표적 상호작용에 대한 연구를 발전시켰고 후속 제품인 20광선 Shiva 레이저의 건설을 위한 길을 열었다.

대규모 레이저 시스템이 특정 지점(일반적으로 기가와트 수준)을 넘어 빔을 증폭하면 빛의 매우 강한 특성으로 인해 비선형 광학 효과가 나타나기 시작하는 것은 ICF의 초기 실험 중 일부로부터 알려져 있다.이들 중 가장 심각한 효과는 "케르 렌즈"로, 빔이 매우 강하기 때문에, 공기나 유리를 통과하는 동안 빛의 전장이 실제로 물질의 굴절률을 변화시키고 가장 강도의 지점의 빔이 매우 높은 구조물과 같은 필라멘트로 "자기 초점"을 내려가게 합니다.강렬함.빔이 이처럼 매우 강도 높은 필라멘트로 붕괴되면 레이저 유리와 다른 광학의 광학 손상 임계값을 쉽게 초과하여 유리를 통해 피트, 균열 및 회색 트랙을 만들어 심각한 손상을 입힐 수 있습니다.이러한 효과는 초기 레이저의 첫 번째 몇 가지 증폭 단계 이후 매우 심각해졌고, 몇 번의 발사 후에 레이저 자체를 파괴하지 않고는 ICF 레이저의 기가와트 수준을 넘는 것이 근본적으로 불가능하다고 여겨졌다.

증폭된 빔의 품질을 개선하기 위해 LLNL은 작년에 제작된 싱글 빔 Cyclops 레이저에 공간 필터를 사용하는 실험을 시작했습니다.기본 아이디어는 레이저 장치를 매우 긴 "빔 라인"으로 확장하는 것이었습니다. 빔에 축적된 결함들은 증폭 단계마다 순차적으로 제거될 것입니다.양 끝에 렌즈가 달린 일련의 튜브는 핀홀을 통과하는 지점(초점)까지 빛을 집중시켜 초점이 맞지 않는 빛을 제거함으로써 빔을 부드럽게 하고 그렇지 않으면 다운빔 광학에 손상을 입힐 수 있는 고강도 스팟을 제거한다.이 기술은 아르고스에서 매우 성공적이어서 종종 "레이저 ICF의 구원자"라고 불렸습니다.

Cyclops의 빔 스무딩 성공 후 다음 단계는 결과 빔의 에너지와 출력을 더욱 증가시키는 것이었습니다.Argus는 빔 라인을 따라 배치된 5개의 증폭기 및 공간 필터 그룹을 사용했으며, 각 그룹은 빔당 약 1킬로줄과 1~2테라와트에 도달할 때까지 전력을 증가시켰다.이러한 강도는 공간 필터링을 사용하지 않았다면 달성할 수 없었을 것이다.Argus는 주로 큰 레이저 빔 라인과 레이저-타깃 상호작용을 특징짓기 위해 설계되었으며, Argus가 전달할 수 있는 에너지에서는 불가능한 것으로 인식되었기 때문에 실제로 장치에서 융접 점화 상태를 달성하려는 시도는 없었다.그러나, Argus는 소위 "폭발 푸셔" 유형 목표물의 높은 산출량을 추가로 탐색하고 그러한 목표물의 뜨거운 플라즈마를 볼 수 있는 X선 진단 카메라를 개발하는 데 사용되었으며, 이는 이후 ICF 레이저의 목표물 성능을 특징짓는 데 중요한 기술이다.

아르고스는 약 100피코초의 짧은 펄스로 총 4테라와트의 전력을 생산할 수 있었고, 100마이크로미터 직경의 핵융합 연료 캡슐 표적에서 1나노초의 긴 펄스(약 2킬로줄)로 약 2테라와트의 전력을 생산할 수 있었다.그것은 홀라움을 조사하여 생성된 X선을 사용하여 실험을 수행한 최초의 레이저가 되었다.(레이저 자체에서 직접 발생하는 적외선과 달리) 주파수를 사용하면서 뜨거운 전자의 생성을 통해 하드 X선 에너지의 감소가 Argus에서 처음 확인되었습니다.이 기술은 나중에 직접 구동 모드(LLE 및 Novette 레이저 모두)에서도 검증되고 이후 거의 모든 후속 레이저 관성 구속 장치에 대한 실험에서 플라즈마 커플링 효율성을 목표로 레이저 에너지를 향상시키는 데 사용됩니다.아르고스는 1981년 9월에 폐쇄되고 해체되었다.아르고스에 대한 표적 함몰의 최대 핵융합 수율은 샷당 약 10개의9 중성자였다.

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