Транспортний промінь та ПГ для проекту ELI-Beamlines у Чеській Республіці - Ardop Industrie
Балковий транспорт і HHG для проекту ELI-Beamlines в Чехії.
Промінь ПГ був встановлений та затверджений у Чеській Республіці в лютому 2017 року. Система зараз повністю функціонує та відкрита для досвіду зовнішніх користувачів.
Транспортний промінь консорціуму HHG та ELI
Останніми роками область надінтенсивних лазерів продовжує процвітати, про що свідчить постійно зростаюча кількість науково-технічних проектів у цій галузі. Зокрема, прихильність Європи до фізики високої інтенсивності ілюструється залученням багатьох європейських країн до реалізації масштабних глобальних проектів, що вимагають об’єднання їх наукових ресурсів та досвіду в цій галузі.
Таким чином, консорціум ELI лежить в основі цих європейських зусиль щодо створення найсучаснішого обладнання, що дає змогу досліджувати нові режими взаємодії лазерної речовини, які раніше не були досягнуті. Він розділений на три основні обладнання: ELI-Beamlines у Чеській Республіці, ELI-NP у Румунії та ELI-ALPS в Угорщині, кожен оснащений унікальною лазерною системою та присвячений певній галузі фізики. Ці лазерні джерела будуть використовуватися для генерації вторинних джерел електронів, рентгенівських променів, променів Гами тощо.
Зокрема, ELI-Beamlines був розроблений для проведення експериментів типу насоса/зонда з лазерами різних типів. Одна з лазерних ліній (транспортна лінія променя високої гармонії) була сконструйована, поставлена та встановлена французькою компанією ARDOP. Ця система під ключ дозволяє генерувати широкосмуговий промінь XUV з лютого 2017 року.
HHG
Він розроблений для одночасної підтримки двох первинних лазерів, що працюють на частоті 1 кГц, з імпульсними ланцюгами тривалістю -6 мбар, мають високу механічну стійкість і мають мінімальну передачу вібрацій від вакуумних насосів:
- Підставка з нержавіючої сталі, алюмінієві трубки та вакуумні камери з рівнем чистоти, сумісним з ультравакуумом
- Гнучкі труби забезпечують вібровід'єднання між вакуумними камерами та вакуумними насосами
- Оптичні столи від'єднали від вакуумних камер для зменшення вібрацій та механічних деформацій через вакуум
- Ультравакуумне середовище 10-6 мбар
- Перевезення балки понад 25 метрів
- Моторизована оптика та вакуумні пускачі дозволяють дистанційне регулювання після пилососу системи
Система відхилення інфрачервоного променя
Оскільки передача енергії від ІЧ-лазерного променя до променя XUV низька, а промені колінеарні, необхідно видалити ІЧ-промінь із шляху променя XUV, особливо для слабо розходяться пучків. Введена система відхилення описана нижче:
- Дзеркала падіння для випасу для збільшення ІЧ-фільтрації та відображення XUV
- набір з декількох тонкометалевих фільтрів, адаптованих до різних довжин хвиль залежно від розглянутого режиму, для поглинання залишкового інфрачервоного діапазону.
Система вирівнювання:
HHG є невід'ємною частиною більшої лінії променя, метою якої є вивчення одночасної взаємодії різних джерел на одній твердій цілі. Тому надзвичайно важливо мати надійну та відтворювану систему вирівнювання, що забезпечує однакове позиціонування променя для повсякденного використання.
Наша система вирівнювання складається з наступного:
- лазер для вирівнювання для вимірювання ближнього та дальнього поля. Це дозволяє правильно розташувати лазер на вході системи.
- Система вирівнювання XUV, що дозволяє вирівнювати ІЧ-лазер з еталоном на газовій камері, при цьому генерований таким чином пучок XUV перебуває у бажаному положенні.
Місцева система управління:
Місцева система управління підтримує основні підгрупи експерименту і працює незалежно від системи управління ELI-Beamlines. Проте він може взаємодіяти з ним через TANGO:
- Вакуум: автоматична послідовність відкачування та видалення повітря, управління клапанами, манометрами та турбомолекулярними насосами
- Моторизація: віддалений доступ до всіх моторизованих кріплень і сцен
- Вирівнювання: візуалізація камерами положення променів та автоматичне або ручне регулювання за допомогою моторизованого управління
- Діагностика XUV: характеристика променя XUV на місці для спектра, хвильового фронту та енергії
Діагноз XUV:
Завдяки широкому спектру XUV (від 5 нм до 120 нм), всі засоби діагностики були розроблені спеціально для цієї системи. Всі засоби, що характеризують, можуть працювати у вакуумі, а ключові оптичні елементи моторизуються та управляються через Локальну систему управління:
- Спектрометр XUV на основі тороїдального дзеркала, моторизованої щілини, криволінійної решітки та XUV-камери з високою роздільною здатністю.
- Аналізатор хвильового фронту для смуги [5 нм - 120 нм] з роздільною здатністю λ/5 rms @ 5 нм і λ/100 rms @ 80 нм.
- Вимірювання потоку фотонів каліброваним фотодіодом XUV
Результати експерименту
Генерація XUV була продемонстрована для різних діапазонів довжин хвиль від 56 нм до 120 нм. Характеристика спектра, хвильового фронту та енергії була успішно виконана для трьох різних газів. Нижче наведено кілька зображень гармонік, виміряних спектрометром.