Diseño Conceptual de un Controlador Láser para una Instalación de Acelerador de Plasma
Autores: Toci, Guido; Mazzotta, Zeudi; Labate, Luca; Mathieu, François; Vannini, Matteo; Patrizi, Barbara; Gizzi, Leonida A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Gestión y administración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
El propósito del proyecto europeo EuPRAXIA es realizar una instalación de usuario de acelerador de plasma novedosa. El enfoque impulsado por láser establece requisitos para un nivel de rendimiento muy alto para el sistema láser: potencia pico de pulso en el rango de los petavatios, frecuencia de repetición de pulso de varias decenas de Hz, calidad de haz muy alta y estabilidad general de los parámetros del sistema, junto con disponibilidad de operación 24/7 para experimentos. Hace solo unos años, estas prestaciones se consideraban poco realistas, pero los avances recientes en tecnologías láser, en particular en la amplificación de pulso chirpado (CPA) de pulsos ultracortos y en láseres de bombeo de alta energía y alta frecuencia de repetición, han cambiado este escenario. Este documento discute el diseño conceptual y la arquitectura general de un sistema láser que opera como el impulsor de una instalación de aceleración de plasma para diferentes aplicaciones. El láser consiste en una cadena de amplificación de múltiples etapas basada en CPA Ti:Sapphire, utilizando láseres de estado sólido Nd o Yb bombeados por láseres de diodo de frecuencia duplicada como fuentes de bombeo. Se abordan en detalle aspectos específicos relacionados con la estrategia de enfriamiento de los amplificadores principales, la operación de compresores de pulso a alta potencia promedio y los diagnósticos de apuntado del haz.
Descripción
El propósito del proyecto europeo EuPRAXIA es realizar una instalación de usuario de acelerador de plasma novedosa. El enfoque impulsado por láser establece requisitos para un nivel de rendimiento muy alto para el sistema láser: potencia pico de pulso en el rango de los petavatios, frecuencia de repetición de pulso de varias decenas de Hz, calidad de haz muy alta y estabilidad general de los parámetros del sistema, junto con disponibilidad de operación 24/7 para experimentos. Hace solo unos años, estas prestaciones se consideraban poco realistas, pero los avances recientes en tecnologías láser, en particular en la amplificación de pulso chirpado (CPA) de pulsos ultracortos y en láseres de bombeo de alta energía y alta frecuencia de repetición, han cambiado este escenario. Este documento discute el diseño conceptual y la arquitectura general de un sistema láser que opera como el impulsor de una instalación de aceleración de plasma para diferentes aplicaciones. El láser consiste en una cadena de amplificación de múltiples etapas basada en CPA Ti:Sapphire, utilizando láseres de estado sólido Nd o Yb bombeados por láseres de diodo de frecuencia duplicada como fuentes de bombeo. Se abordan en detalle aspectos específicos relacionados con la estrategia de enfriamiento de los amplificadores principales, la operación de compresores de pulso a alta potencia promedio y los diagnósticos de apuntado del haz.