Výzkumný záměr E Intenzívní zdroje záření a interakce záření s hmotou

Kód poskytovatele: AV0

Identifikační kód VZ: Z10100523

Název výzkumného záměru: Intenzívní zdroje záření a interakce záření s hmotou

Uchazeč: Fyzikální ústav AV ČR

Vykonavatel: Sekce výkonových systémů

Řešitel: Karel Jungwirth

 

 Popis výzkumného záměru

 Vymezení předmětu výzkumné činnosti realizované ve výzkumném záměru:

Pro realizaci výzkumného záměru bude vykonavatel využívat svá specializovaná laserová pracoviště, vybudovaná s ohledem na potřeby provozu špičkových laserových zařízení a jejich dalšího vývoje. Současné materiálně technické i prostorové vybavení stávajících laserových pracovišť zaručuje velmi dobré startovací podmínky pro jejich další rozvoj a tím i pro dosažení cílů formulovaných v odst .C5 tohoto výzkumného záměru.  Hlavním vývojovým a zkušebním pracovištěm pro vývoj laserů s velmi krátkým (fs) pulzem, testování prvků OPCPA řetězce, adaptivní optiky a prvků rentgenových laserů bude laboratoř SOFIA, s řízeným klimatizovaných a čištěným prostředím, s velínem a celkem čtyřmi částečně oddělenými pracovními prostorami. V největší z nich je umístěn 10 GW hybridní laser SOFIA s pevnolátkovým oscilátorem a dvěma jódovými výkonovými laserovými zesilovači s výstupní energií cca 30 J v pulzu délky několika ns. Zde jsou  umístěny rovněž výkonové krystalové parametrické zesilovače OPCPA systému. V průběhu prací na výzkumném záměru zde bude postavena komora kompresoru fs svazku a interakční komora pro interakční experimenty s vysoce výkonnými svazky laserového záření (s výkonem řádu až desítek TW v pulzu řádu desítek fs). Stávající základní vybavení laboratoře pro práci s velmi krátkými laserovými svazky bude muset být v průběhu prací postupně rozšiřováno a doplňováno. Laboratoř zatím nemá žádné diagnostické vybavení pro interakční experimenty. V průběhu realizace výzkumného záměru se nepočítá s žádnými podstatnými stavebními úpravami prostor laboratoře. Experimenty s ns laserovými svazky na úrovni výkonu řádu TW jsou od září roku 2000 prováděny na terawattovém jódovém laseru v prostorách Badatelského centra PALS, společného pracoviště uchazeče a Ústavu fyziky plazmatu AV ČR. Toto pracoviště je umístěno v samostatné budově, kompletně vybavené jak pro zajištění provozu tohoto třetího největšího evropského laseru, tak pro interakční experimenty na úrovni plošné hustoty výkonu fokusovaného záření na terčíku až 1016 W/cm2. Provádějí se zde rovněž veškeré experimenty s kvasistacionárně čerpanými (QSS) rentgenovými lasery. Hlavním zařízením využívaným pro výzkum interakce fokusovaného laserového záření s hmotou je  na tomto pracovišti unikátní dvojitá vakuová terčíková interakční komora, všestranně vybavená systémy pro optickou, rentgenovou i částicovou diagnostiku, například -  rozmítacími (streak) kamerami v infračerveném, viditelném i rentgenovém oboru s časovým rozlišením až 1 ps, - CCD kamerami pro detekci viditelného i měkkého rentgenového záření laserového plazmatu - rentgenovými i optickými spektrometry - detektory rentgenového záření a nabitých částic - elektrostatickým analyzátorem pro nábojovou analýzu iontového spektra laserového plazmatu - originálním laserovým tříkanálovým interferometrem/stínografem pro studium dynamiky laserového plazmatu, - výkonnými systémy digitalizace rychlých procesů a sběru experimentálních dat. Dvojité uspořádání interakční komory umožňuje provádět experimenty jak s laserovým plazmatem vytvářeným v ohnisku primárního laserového svazku, tak s jeho produkty, například s paprskem rentgenového laseru. Vedle výkonného vakuového čerpacího systému a systémů pro zavádění a fokusaci laserových svazků jsou interakční komory vybaveny digitálně řízenými polohovacími systémy, které umožňují nastavit polohu ohniska laserového svazku na terčíku s přesností až 1 mm. Implementace OPCPA systému na úrovni výkonu do 100 TW si vyžádá menší stavební úpravy vnitřních prostor, zejména reorganizaci prostoru interakce. Uvažovaná budoucí implementace petawattového OPCPA modulu by se však patrně neobešla bez podstatného stavebního zásahu – přístavby nových prostor a jejich provozního napojení na stávající objekt laboratoře. Laserový systém COIL je umístěn v menší samostatné laboratoři s velínem a příslušenstvím pro bezpečný provoz chemického laseru. V průběhu řešení výzkumného záměru budou provedeny částečné technické úpravy laserového zařízení a bude doplněno zejména jeho diagnostické a přístrojové vybavení. Modelové experimenty s novým odlučovačem kapek a aerosolu budou prováděny na spolupracujících pracovištích Ústavu termomechaniky AV ČR a Elektrotechnické fakulty ČVUT. Plánované interakční experimenty se však neobejdou bez zásadních úprav laserového systému a prostorového zázemí laboratoře. Optimálním řešením by byl přesun celého pracoviště COIL do zcela nových prostor.

Jste  1739   návštěvníkem od 6.12.2005

Karel Jungwirth  ( 13.12.2005  )