Laser từ lâu đã là một công cụ thuận tiện được sử dụng trong hóa học, sinh học, y học, kỹ thuật, khoa học và quân sự.
Khi công nghệ laser phát triển, sự quan tâm đến các đặc tính kỹ thuật và kinh tế của laser đã tăng lên. Hiệu quả cao của laser đã đạt được tầm quan trọng cơ bản liên quan đến nghiên cứu trong lĩnh vực nhiệt hạch hạt nhân như là một nguồn năng lượng rẻ và thân thiện với môi trường. Phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra trong huyết tương dày đặc, nóng đến hàng trăm triệu độ. Một trong những cách hứa hẹn của sưởi ấm plasma là tập trung xung laser công suất cao vào mục tiêu plasma. Rõ ràng là năng lượng của phản ứng tổng hợp hạt nhân nên vượt quá đáng kể chi phí năng lượng để tạo ra một plasma trong đó các phản ứng nhiệt hạch sẽ xảy ra. Nếu không, quá trình như vậy sẽ không mang lại bất kỳ lợi ích kinh tế nào. Việc tìm kiếm một giải pháp mang tính xây dựng sẽ cung cấp hiệu quả laser cao và các đặc tính hiệu suất có thể chấp nhận được cho thấy các tính năng đặc biệt được mô tả dưới đây.
Khi tạo ra các tia laser đầu tiên, điều quan trọng là phải cho thấy khả năng cơ bản của việc khuếch đại chùm ánh sáng trong một môi trường có dân số nghịch đảo về mức năng lượng và khả năng tạo ra một môi trường có dân số nghịch đảo. Thuật ngữ "dân số nghịch đảo" có nghĩa là một cặp mức năng lượng xảy ra trong phổ năng lượng của một nguyên tử trong đó số lượng electron ở cấp trên lớn hơn ở cấp dưới. Trong trường hợp này, bức xạ truyền đi đẩy các electron từ cấp trên xuống cấp dưới và các electron giải phóng năng lượng của chúng dưới dạng các photon mới. Dân số nghịch đảo đạt được theo những cách khác nhau: trong các quá trình hóa học, trong quá trình thải khí, do bức xạ mạnh, v.v.
Thiết bị được đề xuất khác với các chất tương tự đã biết bởi hai tính năng.
Tính năng đầu tiên là đèn bơm không được đặt bên ngoài chất lỏng làm việc, mà bên trong nó. (Ảnh 1)
Điều này làm cho nó có thể áp dụng một lớp phủ phản chiếu trực tiếp trên bề mặt bên của chất lỏng làm việc (thủy tinh neodymium). Tính năng này đã tăng hiệu quả thu thập ánh sáng từ đèn bơm khoảng 4 lần.
Để so sánh trong hình. 2 cho thấy một mô hình bơm với bốn đèn.
Hiệu quả của việc thu thập ánh sáng trên cơ thể làm việc bị giảm đi theo sơ đồ như vậy do thực tế là các tia trong khu vực có góc α không tập trung vào cơ thể làm việc, hơn nữa, các tia đi ở một góc nhỏ so với trục đèn không rơi vào cơ thể làm việc, hơn nữa, hình ảnh của đèn trong khu vực cơ thể làm việc vượt quá kích thước của cơ thể làm việc. Hãy nhớ lại rằng chỉ các tia từ một nguồn điểm được thu thập tại tiêu điểm đối diện của ellipsoid. Cuối cùng, nhiều phản xạ với sự tán xạ một phần từ các bức tường của đèn, từ gương và từ bề mặt của môi trường làm việc cũng làm giảm hiệu quả thu thập ánh sáng.
Trong sơ đồ đề xuất, hầu như tất cả các tia được khóa bên trong gương phản xạ. Kết quả của việc giảm số lượng đèn bơm cần thiết, khối lượng và trọng lượng của ngân hàng tụ điện giảm 4 lần. Ngoài ra, bản thân máy phát điện đã trở nên dễ dàng và gọn hơn.
Tính năng thứ hai liên quan đến bộ cộng hưởng thiết bị. Một bộ cộng hưởng thông thường bao gồm hai gương song song, một trong số đó là mờ và cái còn lại mờ. Trong thiết bị này, gương mờ được thay thế bằng gương phản chiếu góc dưới dạng lăng kính thủy tinh với mặt vào nghiêng. Độ dốc của mặt đầu vào cho phép định vị mặt này ở góc Brewster (; là chỉ số khúc xạ của kính) với trục laser (Hình 3).
Trong trường hợp này, bức xạ laser bị phân cực và không được phản xạ từ mặt đầu vào của lăng kính. Ưu điểm chính của việc sử dụng lăng kính này là chùm tia phản xạ hoàn toàn song song với chùm tia tới. Bộ cộng hưởng luôn luôn được điều chỉnh. Đồng thời, một bộ cộng hưởng thông thường với gương song song đòi hỏi phải tinh chỉnh thời gian (căn chỉnh). Phản chiếu tráng gương dễ hư hỏng. Lăng kính không có lớp phủ phản chiếu. Các tia trải nghiệm một sự phản xạ nội bộ tổng thể.
Thật thú vị khi lưu ý thiết kế của cơ chế điều chỉnh. (ảnh 4)
Cơ chế bao gồm ba bảng (được tô màu), được kết nối bởi các yếu tố linh hoạt (màu đen). Các bảng đầu tiên và thứ hai được kết nối ở đầu ngang thấp hơn. Các bảng thứ hai và thứ ba được kết nối ở đầu dọc bên trái. Thiết kế này mang lại hai bậc tự do cho các lượt nhỏ của bảng đầu tiên so với bảng thứ ba xung quanh trục dọc và trục ngang. Để quay chính xác, mỗi cặp bảng được kết nối bằng một vít khác biệt. Một nửa của ốc vít có một luồng, ví dụ, M4 và nửa sau của vít có một luồng M5. Cao độ của các ren này khác nhau khoảng ~ 100. Một phần của ốc vít đi vào một lỗ ren trong một bảng, và phần còn lại vào một lỗ ren trong bảng khác.
Xoay đầu vít một vòng đầy đủ sẽ thay đổi khoảng cách giữa các bảng chỉ bằng 100 micron. Ngoài ra, các yếu tố linh hoạt đẩy các tấm với nhau và loại bỏ hoàn toàn phản ứng dữ dội. Một trong những bảng cực trị được cố định chắc chắn trên băng ghế quang, gương hoặc lăng kính được cố định trên bảng cực khác. Việc điều chỉnh được thực hiện thoải mái và mãi mãi.
Những tính năng này làm cho laser đặc biệt thuận tiện trong điều kiện hiện trường.
