自由电子激光达到10千瓦的红外激光

自由电子激光器(FEL)是一种新型的激光器海军研究处位于美国能源部的托马斯·杰斐逊国家加速器设施,在7月下旬实现了10千瓦的红外激光,使其成为世界上最强大的可调谐激光器。最近升级的激光新能力将增强国防和制造技术,并支持化学、物理、生物等方面的高级研究。

ONR的定向能量项目官员Quentin Saulter先生说:“没有其他激光器可以为制造业、医学研究、生物学和基础物理学提供同样的好处。”“海军选择FEL是因为它具有多任务能力。它独特的、高功率和24小时的能力是国防部、工业和科学应用的理想选择。”

FEL项目始于一千瓦示范FEL,它打破了功率记录,成为世界上最亮的高平均功率激光器。它提供了2.1千瓦(kW)的红外光,是最初设计的两倍多,但在2001年11月被关闭,升级至10千瓦。杰斐逊实验室主任Christoph Leemann表示:“只要一项技术的性能提高了10倍,就会为许多新应用打开大门,有些是可以预见的,有些则是非常令人惊喜的。”“我们期待着操作这台令人兴奋的新机器,并完成为它计划的许多实验。”

自由激光激光器提供的强光束可以调谐到精确的波长,比传统激光器的光束更强。传统的激光器被限制在其所使用的电子(如气体或晶体)的光源所发出的光的波长内。在自由电子加速器中,电子从原子中剥离出来,然后由线性加速器加速到高能量。从那里,它们被引导到一个摇摆器——一种利用电磁场震动电子的装置,迫使它们以光子的形式释放一些能量。与传统激光器一样,光子在两块镜子之间反弹,然后以相干光束发射。然而,自由电子激光器操作者可以通过增加或减少加速器中电子的能量或摇摆器中的抖动量来调节激光器发出的光的波长。

杰斐逊实验室FEL项目经理Fred Dylla表示:“在我们跨越10kw的里程碑时,我们的Jefferson实验室团队感谢来自海军、空军和全国各地同事的大力支持和鼓励。”

ONR的Quentin Saulter与海军海上系统司令部(NAVSEA)定向能源和电子武器办公室合作管理FEL开发工作,该办公室由Roger McGinnis上尉领导。ONR也在为10千瓦的FEL的运行和优化提供资金,并有几项实验计划在初秋开始。一项激光材料损伤欧洲杯足球竞彩研究将由国防部长办公室高能激光联合技术办公室(HEL-JTO)共同资助。在另一个项目中,来自海军研究实验室的科学家将研究激光在大气中的传播,着眼于新的基于激光的舰载防御策略。

美国海军还对自由激光实验室能产生的紫外线和太赫兹光感兴趣,这种光的功率达到了世界纪录。海军打算在未来4年利用从10千瓦自由燃油发动机发展中吸取的经验教训开始设计和建造100千瓦自由燃油发动机。最终,海军计划将100千瓦的激光器移动到水上测试站点,并将功率扩大到兆瓦级。

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