BELLA Laser 创世界激光单脉冲记录

2012-08-02 10:19

　　BELLA设计利用了由LOASIS执行了数年的激光器等离子加速器研究。传统加速器是使用模块化电磁场加速中子和电子等带电颗粒，但是激光器等离子加速器产生电子密度波，通过等离子进行运动，使用激光器光速加热或通过气柱钻孔或通过附在蓝宝石等晶体群中的毛细作用进行运动。该密度波跟踪一些等离子自用电子，并在极短的距离内将他们加速到极高的能量，好像受到加速的电子在接近光速的波中运动。

　　2004年，LOASIS报告自己第一个1亿电子伏(100 MeV)高质电子束；2006年，报告第一个10亿电子伏(1 GeV)光束--蓝宝石群只有3.3cm长。后来不久就纳入BELLA所开展的计划。

　　BELLA激光器有望推动第一个等离子加速器，产生100亿电子伏(10 GeV)电子束。在应用到其他领域之前，斯坦福线性加速器中心（Stanford Linear Accelerator Center）使用传统技术实现50-GeV电子束，但是需要两英里长的线性加速器才能实现。相比之下，BELLA加速器只有1米长，由在相邻房中的激光器系统支持。

　　"LOASIS在组装激光器系统方面的专业技术能允许我们将激光器的要求和规范具体化，我们需要这些要求和规范在较短的预热时间内实现可靠、稳定和可调谐的10-GeV光束"。美国能源部长朱棣文表示，新的工具催生新的科技，类似BELLA的机构尤其要往这方面努力。

　　在1 Hz约40飞秒的情况下，BELLA激光器系统已经实现了压缩输出能源达到42.4焦耳。BELLA激光器系统原始峰值功率为1拍瓦，是美国最近声称随时能生产功率更高消费功率更低的激光器的两倍。"随时"是一个很乐观的词语，但是BELLA激光器的平均功率才有42.4瓦，几乎相当于一盏普通家庭电灯泡的功率。压缩产生的巨大峰值功率将较低的平均功率转为极短的脉冲。

　　法国Thales在伯克利实验室的团队由Francois Lureau带领，他们开发和安装了伯克利实验室的设施，BELLA激光系统与伯克利实验室设备和工作人员的保护系统完全融为一体。该系统有望快速改善第一次打破记录的性能，并很快能够发送强大的脉冲，用于在只有1米长的加速器中产生100亿电子伏的电子束。展示BELLA能够产生10-GeV光束能力的实验将在今年秋天开始进行。

AnKong译 Alex校对

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