لیزر نئودیمیم:شیشه با توان بالا برای همجوشی (High-Power Nd:Glass Laser for ICF)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر نئودیمیم:شیشه با توان بالا برای همجوشی (High-Power Nd:Glass Laser for ICF) :
High-Power Nd:Glass Laser for ICF به لیزرهای غول پیکری اطلاق می شود که از شیشه دوپ شده با نئودیمیم (Nd:Glass) به عنوان محیط فعال استفاده می کنند و برای تحقیقات همجوشی اینرسی (Inertial Confinement Fusion - ICF) طراحی شده اند. این لیزرها بزرگترین و پرانرژی ترین لیزرهای ساخته شده توسط بشر هستند. هدف آنها رساندن انرژی عظیم (مگاژول) به یک هدف کوچک (قرص سوخت) در مدت زمان بسیار کوتاه (نانوثانیه) برای ایجاد همجوشی هسته ای است. معروف ترین نمونه، تأسیسات NIF (National Ignition Facility) در آمریکا است.
مکانیزم: این لیزرها از صدها تا هزاران پرتو موازی استفاده می کنند که همگی به طور هماهنگ بر روی هدف متمرکز می شوند. هر پرتو شامل یک زنجیره از تقویت کننده های Nd:Glass است. یک پالس اولیه با انرژی کم (نانوژول) از یک نوسان ساز (معمولا لیزر فیبری یا Nd:YAG) تولید می شود. این پالس از یک سری تقویت کننده های میله ای و صفحه ای (disc) Nd:Glass عبور می کند و انرژی آن به تدریج افزایش می یابد. برای جلوگیری از آسیب به اپتیک ها در اثر شدت بالا، پالس ابتدا در زمان کشیده می شود (chirped-pulse amplification)، تقویت می شود، و سپس فشرده می شود. بلورهای غیرخطی برای تبدیل فرکانس به هارمونیک سوم (۳۵۱ نانومتر) استفاده می شوند، زیرا طول موج کوتاه تر جذب بهتری در هدف دارد.
ویژگی ها: انرژی خروجی می تواند به چند مگاژول (در NIF) و توان پیک به پتاوات برسد. تعداد پرتوها به ۱۹۲ (در NIF) می رسد. اندازه تأسیسات به اندازه یک استادیوم ورزشی است.
کاربرد اصلی: تحقیقات همجوشی اینرسی برای دستیابی به تولید انرژی پاک و نامحدود (ایجاد احتراق در سوخت هیدروژن). همچنین در تحقیعات فیزیک ماده در شرایط شدید (فشار و دمای بالا) و فیزیک پلاسما کاربرد دارند. در دسامبر ۲۰۲۲، NIF برای اولین بار به بهره دهی انرژی (ignition) دست یافت، یعنی انرژی تولید شده از همجوشی بیشتر از انرژی لیزری تابیده شده به هدف بود.
