ELIBeamlines專注于研究開(kāi)發(fā)短脈沖輻射和粒子的二次源。它的主要目標(biāo)是成為一個(gè)真正的多學(xué)科,面向用戶的多佩瓦(1015w+,或1千萬(wàn)億)激光基礎(chǔ)設(shè)施,以支持各種領(lǐng)域的突破性科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用,包括物理學(xué)和天體物理學(xué),化學(xué),生物學(xué),醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)。ELIBeamlines使用OpticStudio高效、可靠的系統(tǒng)建模和光束傳播來(lái)支持這些目標(biāo)。
挑戰(zhàn)
ELIBeamlines的最新進(jìn)展是其高重復(fù)率先進(jìn)千瓦激光系統(tǒng)(HAPLS)。HAPLS是有史以來(lái)建立的第一個(gè)二極管泵浦和最高平均功率千瓦系統(tǒng)(300瓦,10赫茲重復(fù)率)。HAPLS可以達(dá)到每平方厘米1021-1023瓦的聚焦強(qiáng)度,相當(dāng)于所有到達(dá)地球的陽(yáng)光被聚焦到人類頭發(fā)的直徑。實(shí)現(xiàn)HAPLS的極高功率、短脈沖特性需要嚴(yán)格的設(shè)計(jì)驗(yàn)證和高度細(xì)致的光束傳播能力。
工程解決方案
ELIBeamlines項(xiàng)目的成功為組織和相關(guān)組織產(chǎn)生了持續(xù)的高資金穩(wěn)定性。這一點(diǎn),再加上其技術(shù)為其他科學(xué)家提供的精度和前所未有的能力,使得ELIBeamlines高效實(shí)用地構(gòu)建系統(tǒng)至關(guān)重要。這確保了合作者能夠有效地一起工作,他們的發(fā)現(xiàn)能夠以及時(shí)和有效的方式帶給社區(qū)的其他人。利用OpticStudio,該團(tuán)隊(duì)模擬了光束在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)傳播過(guò)程中的相位到振幅調(diào)制,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),光束以離軸拋物線聚焦到100米的傳播距離。OpticStudio隨后被用于評(píng)估強(qiáng)度調(diào)制,并在新的HAPLS系統(tǒng)投入使用時(shí)預(yù)測(cè)可接受的相位誤差。
好處
OpticStudio支持HAPLS的子系統(tǒng)和光束傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì),HAPLS是世界上第一個(gè)二極管泵浦和最高重復(fù)率的千瓦激光系統(tǒng)。
光束傳輸模型準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了自由空間光束傳播過(guò)程中的相位振幅調(diào)制不會(huì)導(dǎo)致高功率介質(zhì)涂層反射鏡的強(qiáng)度峰值超過(guò)激光誘導(dǎo)損傷閾值(LIDT)。
使用Zemax軟件可以在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo),而不是使用內(nèi)部代碼開(kāi)發(fā)工作產(chǎn)生可能較低質(zhì)量的結(jié)果。
使用OpticStudio節(jié)省了數(shù)百萬(wàn)歐元和兩到三年的開(kāi)發(fā)時(shí)間,因?yàn)橥ㄟ^(guò)光束傳輸操作預(yù)測(cè)減少了工程和編碼的復(fù)雜性。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:ELI Beamlines使用OpticStudio開(kāi)發(fā)了高功率HAPLS激光束傳輸系統(tǒng)
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