Instalación de láser central
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Central Laser Facility ( CLF ) es una instalación de investigación en el Reino Unido. Es parte del Laboratorio Rutherford Appleton . La instalación está dedicada a estudiar las aplicaciones de los láseres de alta energía . Fue inaugurado en 1976. [1] A partir de 2013 hay 5 laboratorios de láser activos en el CLF: Vulcan , Astra Gemini, Artemis, ULTRA y OCTOPUS. La instalación proporciona láseres de alta potencia y alta sensibilidad para el estudio en amplios campos de la ciencia, desde la física atómica y del plasma hasta el diagnóstico médico, la bioquímica y las ciencias ambientales . [2]También a través del Centro de Aplicación y Tecnología Láser Avanzada (CALTA), CLF es responsable del desarrollo del láser. DiPOLE es la creación de ese proyecto. [3]

Historia

El Vulcan es el primer láser operativo en el CLF. [1] En 1997, cuando se nombró un nuevo director, MHR Hutchinson, anteriormente del Imperial College de Londres , CLF también estaba operando un segundo láser, el Titania, que en ese momento se decía que era el láser de fluoruro de criptón más brillante del mundo . [4]

Láseres actuales

Vulcano

Artículo principal: láser Vulcan

El Vulcan es la mayor facilidad de usuario láser de gran alcance del mundo. [2] Emite un haz de luz en los petavatios. [5] La construcción del núcleo del Vulcan fue realizada por Kvaerner Engineering and Construction con especificaciones a la par con las de la industria nuclear. La cámara está revestida de aluminio y plomo para reducir la radiación. [6]

Vulcan, inicialmente un láser de neodimio de dos haces de 0,5 teravatios , se actualizó por primera vez en 1980 a un láser de 1,5 TW de 6 haces. La potencia se incrementó nuevamente en 1982, a 3 TW. [1]

Astra Géminis

Astra Gemini es un sistema láser de titanio: zafiro de doble haz . La mayoría de los láseres Ti: Sapphire son de un solo haz. El Astra Gemini tiene 2 amplificadores que emiten haces de 0,5 petavatios. El sistema de dos haces está orientado a experimentos de física de plasma . [7]

Artemisa

El Artemis produce luz XUV . El proyecto se inició en colaboración con Diamond Light Source para estudiar física atómica / molecular, ciencia de superficies y ciencia de materiales. [2] Artemis también se puede utilizar para estudiar la dinámica de autoionización y la desmagnetización ultrarrápida. [8]

ULTRA

Mediante la combinación de láser, detector y pinzas ópticas , ULTRA proporciona dinámica molecular para estudiar ciencias físicas y de la vida. Las múltiples matrices de ULTRA permiten una gran flexibilidad para combinar múltiples haces en todo el espectro en diferentes tiempos y longitudes de pulso. Ultra manipula partículas microscópicas suspendidas en líquido de tal manera que las fuerzas no sean intrusivas ni destructivas. [9]

PULPO

El PULPO es un grupo de imágenes. Allí se ofrecen muchos métodos diferentes de obtención de imágenes, como la microscopía multidimensional de una sola molécula , la microscopía confocal (FLIM, FRET y multifotón) y la perfilometría óptica . Opera como parte del grupo Functional Biosystem Imaging (FBI). [10]

Proyectos externos

Hola

En abril de 2013, se anunció que CLF había ganado un contrato del proyecto HiLASE. [11] La instalación de HiLASE [12] está situada en Dolní Břežany , República Checa . El contrato tiene un valor de £ 10 millones para CLF y todo el proyecto cuesta £ 30 millones. La licitación se ganó gracias al desarrollo de un sistema láser de estado sólido bombeado por diodos de alta energía ( DiPOLE ), que fue desarrollado por científicos de CLF.

HiPER

En colaboración con instalaciones de láser de todo el mundo, PETAL (Francia), OMEGA-EP (EE. UU.) Y FIREX (Japón), CLF está estudiando la viabilidad de utilizar la ignición rápida para crear una energía de fusión inercial. El HiPER instalación está previsto para ser construido en Europa con panelistas de 9 países que supervisan los estudios. [2] [13]

Estudios notables

El reloj de la luz

Albert Einstein propuso como parte de su teoría de la relatividad especial que la luz reflejada por un espejo que se mueve cerca de la velocidad de la luz tendrá un pico de potencia más alto que la luz incidente debido a la compresión temporal. Utilizando un espejo de electrones relativista denso creado a partir de un pulso láser de alta intensidad y una lámina de escala nanométrica, se demostró que la frecuencia del pulso láser cambiaba coherentemente del infrarrojo al ultravioleta. Los resultados aclaran el proceso de reflexión de espejos de electrones generados por láser y sugieren futuras investigaciones en espejos relativistas. [14]

DiPOLE

Anteriormente, no era posible combinar una alta energía de pulso con una alta tasa de repetición. El Vulcan era un láser de pulso alto y baja repetición (en orden de pulso por hora). Otros, aunque pueden emitir muchos pulsos por segundo, se limitaron a una energía más baja. DiPOLE permitirá la combinación de los dos. [15]

Referencias

  1. ^ a b c M.H. Clave 1985 Nucl. Fusion 25 1351 , doi: 10.1088 / 0029-5515 / 25/9/063.
  2. ^ a b c d "Física del láser de alta intensidad: resultados y desarrollos recientes en la instalación central de láser, Reino Unido" , asers y electroóptica - Pacific Rim, 2007. CLEO / Pacific Rim 2007. Conferencia sobre, vol., no. , págs. 1,2, 26-31 de agosto de 2007 doi: 10.1109 / CLEOPR.2007.4391130.
  3. ^ "Central Laser Facility-CALTA" . Archivado desde el original el 17 de junio de 2013 . Consultado el 10 de junio de 2013 .
  4. ^ Nuevo director de Central Laser Facility , Optics & Laser Technology, Volumen 29, Número 3, Abril de 1997, Página v, ISSN 0030-3992, 10.1016 / S0030-3992 (97) 82698-9.
  5. ^ "La instalación central láser Facility-Laser" . Archivado desde el original el 16 de junio de 2013 . Consultado el 7 de junio de 2013 .
  6. ^ "Kvaerner detrás del corazón de Vulcan Laser". Ingeniería profesional 15.20 (2002): 52. Búsqueda académica completa. Web. 6 de junio de 2013.
  7. ^ "Puesta en servicio del Astra Gemini petawatt Ti: sistema láser de zafiro" , Láseres y electroóptica, Conferencia de 2008 y 2008 sobre electrónica cuántica y ciencia del láser. CLEO / QELS 2008. Conferencia sobre, vol., Núm., Págs. 1,2, 4 a 9 de mayo de 2008.
  8. ^ "Artemis" . Instalación láser central STFC . UKRI. Archivado desde el original el 4 de noviembre de 2020 . Consultado el 4 de noviembre de 2020 .
  9. ^ Instalación de láser central-ULTRA
  10. ^ "Central Laser Facility-OCTOPUS" . Archivado desde el original el 17 de junio de 2013 . Consultado el 10 de junio de 2013 .
  11. ^ Helen Lock, "Laboratorio STFC gana importante contrato checo" , Times Higher Education , 12 de abril de 2013.
  12. ^ "Hola" . Hola . Archivado desde el original el 1 de noviembre de 2020 . Consultado el 4 de noviembre de 2020 .
  13. ^ Energía HiPER-Laser para el futuro
  14. ^ Espejos de electrones relativistas de láminas de nanoescala para un cambio ascendente de frecuencia coherente al ultravioleta extremo , Nature Communications 4, Número de artículo: 1763 doi: 10.1038 / ncomms2775.
  15. ^ "Central Laser Facility-DiPOLE" . Archivado desde el original el 23 de septiembre de 2015 . Consultado el 10 de junio de 2013 .

Coordenadas : 51 ° 34'21 "N 1 ° 18'57" W  /  51.5726 ° N 1.3159 ° W / 51,5726; -1,3159

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