Уникальный комплекс управления лазерными импульсами создан в МИСиС

Разработанная специалистами НИТУ "МИСиС" аппаратура, обладающая рекордными параметрами эффективности и разрешения, откроет широкие возможности управления режимами работы мощных лазерных установок класса Мega-science.

МОСКВА, 28 окт — РИА Новости. Научный коллектив НИТУ "МИСиС" разработал комплекс акустооптического управления лазерными импульсами для установки инерциального термоядерного синтеза нового поколения. Новая аппаратура, обладающая рекордными параметрами эффективности и разрешения, откроет широкие возможности управления режимами работы мощных лазерных установок класса Мega-science.

Ученые из НТУЦ Акустооптики НИТУ "МИСиС" совместно с коллегами из РФЯЦ-ВНИИЭФ создали уникальный комплекс  аппаратуры для управления излучением мощных фемтосекундных лазерных систем – источников сверхсильных световых полей для задач исследования экстремальных состояний вещества и управляемого термоядерного синтеза. 

"Об актуальности проекта разработки комплекса аппаратуры для создания лазерных импульсов с уникальными показателями эффективности свидетельствует вручение авторам изобретения — молодым ученым НИТУ "МИСиС" инженеру Александру Чижикову и ведущему научному сотруднику, кандидату физико-математических наук Константину Юшкову, — премии Правительства РФ в области науки и техники за 2016 год", – подчеркнула ректор НИТУ "МИСиС" Алевтина Черникова. 

В основе нового устройства лежит акустооптическое взаимодействие – дифракция лазерных импульсов на ультразвуковых волнах в кристаллах. Ученые НИТУ "МИСиС"  создали уникальные алгоритмы формирования ультразвуковых волн сложной формы, которые позволяют управлять фемтосекундными импульсами. Управление является адаптивным, что необходимо для коррекции искажений импульсов при их последующем распространении и усилении в лазерной системе. В аппаратуре задействована запатентованная оптическая схема: два независимых оптических каскада акустооптического управления лазерными импульсами, что позволило ученым добиться максимальной гибкости архитектуры комплекса и расширить его функциональные возможности.  

"Созданное устройство управления незаменимо в разнообразных фемтосекундных лазерных системах. Оно улучшает их ключевые технические характеристики: выходную мощность, длительность импульсов, контраст. Такие системы находят всё более широкое применение в лазерной технике, инновационных технологиях фотоники и в различных областях фундаментальной науки. Особо важен созданный аппаратно-программный комплекс для создаваемых и перспективных мощных лазерных систем класса Мega-science. Повышение энергоэффективности таких установок за счет адаптивной коррекции искажений формы импульсов позволит сократить капитальные затраты на их строительство и обслуживание. Комплекс откроет для  ученых широкие возможности адаптивного управления режимами работы уникальных мощных лазерных установок", – рассказал РИА "Новости" директор НТЦ Акустооптики НИТУ "МИСиС" Сергей Чижиков.

Созданный аппаратно-программный комплекс предназначен для строящейся в России установки инерциального термоядерного синтеза нового поколения. Он повысит интенсивность излучения диагностических каналов установки без увеличения потребляемой энергии. Благодаря гибкости архитектуры, разработанная аппаратура имеет широкие перспективы применения и на других сверхмощных лазерных системах.

Управляемый термоядерный синтез – одно из основных перспективных направлений "альтернативной" энергетики. Главной целью ученых является контролируемое и воспроизводимое осуществление в лабораторных условиях термоядерных реакций преобразования изотопов водорода в гелий, являющихся основным источником энергии Солнца и звёзд. 

Идея лазерного термоядерного синтеза заключается в нагреве и сжатии мишени, представляющей собой миниатюрную капсулу термоядерного топлива, при помощи мощного короткого лазерного импульса. Лазерные импульсы решают две важные задачи: мощные импульсы осуществляют непосредственно "силовое" воздействие на мишень, а последовательность более коротких импульсов позволяет измерять состояние мишени в процессе сжатия.

На создание устройства у разработчиков ушло около семи лет.