Kòm yon sous enèji inik, super lazè jwe yon wòl kle nan anpil aspè tankou rechèch syantifik, endistri, ak medikaman. Yo nan lòd yo jwenn gwo entansite lazè pulsasyon, travès yo jeneralman konvèje nan yon gwosè trè piti nan espas, epi apre konvèje yo, yo pral byen vit divergence akòz efè difraksyon. Sepandan, nan zòn tankou akselerasyon lazè wakefield, lazer yo oblije kenbe gwo entansite limyè sou yon distans konsiderab. Yon etid ki te dirije pa Marlene Turner, yon syantis nan laboratwa nasyonal Lawrence Berkeley (LBNL), fin nan jaden sa a.
Nan akselerasyon lazè wakefield, lazè a super-mache itilize eksite vag yo Electrostatic nan plasma a, ak patikil yo chaje ka akselere nan vag yo Electrostatic, menm jan ak Navigasyon sou lanmè a. Karakteristik ki pi espesyal nan kalite sa a nan akseleratè se ke distans la akselerasyon ki nesesè pou patikil chaje jwenn yon sèten kantite enèji se dè milye de fwa pi kout pase sa yo ki nan metòd akselerasyon tradisyonèl yo. Sepandan, si gwo bout bwa a lazè pa gide, li pral dispèse touswit apre konsantre a, anpil diminye entansite a nan batman kè a lazè ak distans la akselerasyon ki ka kondwi jaden an reveye gwo entansite. Se poutèt sa, mantèg distans akselerasyon an ap lakòz patikil yo pa jwenn pi bon enèji akselerasyon an.
Pou pulsasyon ki ba entansite, solisyon a difraksyon se vè fib optik, sa ki ka gide gwo bout bwa a lazè pou dè milye de kilomèt, men lazè segondè entansite ka domaje fib optik la. Nan yon atik nan dezyèm nimewo a nan gwo pouvwa lazè Syans ak Jeni 2021, Pwofesè Marlene Turner ak lòt moun etidye fib la plasma yo itilize pou lazè super-mache. Plasma ka diminye efè a difraksyon ak gid gwo bout bwa a lazè pou yon ekstansyon pou distans transmisyon segondè-entansite li yo. . Ekip rechèch la te montre pi long 40 cm-wo kalite egzeyat kapilè a nan dat.
Kouman gid-la plasma gide lazè a? Lantiy la oswa fib optik ka detounen limyè a lazè nan distribisyon an endèks refractive pi fò nan sant la. Pou plasma, li reyalize pa distribisyon dansite elèktron ki pi ba a nan sant la. Piti piti ogmante distribisyon dansite elèktron nan direksyon radial la mennen nan yon ogmantasyon gradyèl nan endèks la refraktif nan direksyon radial la, ki se tankou yon lantiy super-pouvwa oswa tib lazè pou lazer segondè-pouvwa.
Ki jan yo ka pwodwi tankou yon plasma? Yon nimewo de teknoloji yo te aplike byen lwen tèlman. Nan papye sa a, chèchè yo te itilize yon gaz-plen safi tib kapilè ak elektwòd ki konekte nan tou de bout. Plasma a te pwodwi pa segondè-vòltaj egzeyat. Kouran egzeyat la chofe plasma a epi li refwadi tou pre miray tib la, sa ki fè tanperati a pi pre miray tib la pi ba. Paske presyon lè a balanse, dansite elèktron ki soti nan sant la nan bout yo piti piti ogmante, ki rezilta yo nan yon super waveguide fò pou gide gwo bout bwa a lazè.
Kontrèman ak yon lantiy vè estatik oswa fib optik, se onn plasmonik la re-etabli chak batman kè. Se poutèt sa, chèchè yo etidye an detay chanjman sa yo paramèt nan chak egzeyat ak demontre ekselan estabilite ak repetibilite. Sa a trè enpòtan pou gwo bout bwa a akselere ak chanjman milti-paramèt nan akselerasyon an nan jaden an reveye lazè. Chèchè yo te jwenn ke chanjman nan paramèt waveguide nan pwosesis egzeyat diferan se mwens pase 1%, ak distribisyon dansite nan chak chanèl trè pre. Sa vle di ke chak batman lazè ap vwayaje nan menm fason an sou menm chemen nan waveguide la.
& quot; Travay sa a montre ke tib kapilè a ka jenere yon plasma ki estab anpil, ki endike ke fluctuations yo obsève nan pèfòmans akseleratè a sitou akòz fluctuations nan kondwi lazè a, epi trè enstantane kontwòl lazè fidbak oblije asire estabilite." Kalifòni teknoloji akseleratè LBNL Dr Cameron Geddes, Direktè Depatman Fizik Aplike, te bay kòmantè ki anwo yo sou travay sa a.
Kontwòl egzak la nan fòm nan lantiy an vè detèmine pèfòmans nan optik, men li se yon defi kontwole plasma a nan menm nivo an. Idealman, distribisyon dansite elèktron se parabolik, men an reyalite li pa yon parabòl ankò lwen aks kanal la. Chèchè yo te jwenn ke sa a trè enpòtan nan plasma a kòm yon sistèm teleskòp ogmante plas la fokal nan gwo bout bwa a. Atravè kontwòl trè presi, chèchè yo nan papye sa a itilize plasma parabolik distribiye tou pre plas la fokal nan lazè a gid lazè a, se konsa ke bon jan kalite a nan gwo bout bwa a pa pral diminye pandan pwopagasyon nan gwo bout bwa a. Gid ond kapilè egzeyat la te jwenn elektwon ki gen anpil enèji nan akseleratè lazè wakefield. Se 40 cm long waveguide devlope pa ekip rechèch la pouse enèji nan koupe nan yon nivo ki pi wo.
