| Название НИОКТР |
Дипольная фокусировка на пути к экзаваттной мощности: фундаментальные и технологические проблемы, методы их решения, эксперимент
|
| Аннотация |
Достижение экстремальной величины оптического поля, является актуальным вызовом для амбициозных проектов лазерных систем, находящихся на разных стадиях реализации по всему миру. Знаковым рубежом для таких систем является приближение к швингировским полям и сопутствующий запуск каскадов частиц, возникающих из физического вакуума. На общем фоне выделяется российский проект XCELS, использующий концепцию дипольной фокусировки, реализуемой при помощи 12 лазерных импульсов с суммарной мощностью до 600 ПВт.
Конфигурация поля при дипольной фокусировке повторяет поле обращенного по времени элементарного вибратора, которое будет складываться из 12 остросфокусированных импульсов, направленных фактически со всех сторон в общую точку фокусировки. Когерентное сложение лазерных импульсов позволяет более чем в 20 раз увеличить плотность энергии электромагнитного поля в общем фокусе по сравнению со случаем одного лазерного импульса идентичной суммарной мощности. Более того, стоячая структура поля при дипольной фокусировке позволяет существенно снизить порог по мощности для радиационных и квантово-электродинамических (КЭД) эффектов и способствовать достижению предела Швингера и квантового вырождения плазмы. Таким образом, реализация дипольной фокусировки в экспериментах позволяет надеяться на получение значимых результатов в фундаментальной физике, астрофизике и на дальнейшее использование такой геометрии поля в приложениях.
Наряду с применением лазерных технологий и методов нелинейной оптики, проект подразумевает решение сложнейшей инженерной задачи когерентного сложения остросфокусированных сверхмощных лазерных импульсов. В проекте XCELS планируется разработка беспрецедентной по своей сложности оптической системы когерентного сведения остросфокусированных лазерных импульсов с исходной апертурой до 65 см. Разработка и апробация методов когерентного сведения остроcфокусированных лазерных импульсов экстремальной мощности в дипольной геометрии, а также исследование сопутствующих конфигураций поля вблизи фокуса и являются объектом данного исследования.
Когерентное сложение является сложной составной технологией. В предлагаемой конфигурации требуется самосогласованное применение следующих технологий:
1) коррекция волнового фронта от искажений, вызванных воздушными потоками;
2) стабилизация направления лазерного импульса;
3) стабилизация относительной фазы отдельных каналов;
4) геометрическое сведение перетяжек сфокусированных лазерных импульсов, включающее систему измерения пространственного распределения амплитуды лазерного поля в главном фокусе и систему измерения конфигурации поля в окрестности этого фокуса.
Основными результатами проекта должна стать демонстрация в лаборатории дипольной фокусировки 12 лазерных импульсов с более чем стократным повышением плотности лазерной энергии по сравнению с отдельным каналом.
Миультидисципларность проекта обусловлена значительной инженерной составляющей в задачах проекта, отсносящихся к коррекции пространственной фазы и стабилизации направления лазерного излучения отдельных каналов, требующих существенного развития имеющихся технологий как на аппаратном, так и на программном уровне. Решение этих задач силами коллектива из ИПФ было бы не возможно без привлечения Партнера в лице Института Динамики Геосфер (ИДГ РАН), представляющего компетенцию мирового уровня в отрасли знаний “09 - Инженерные науки” , по направлению создания широкоапертурных адаптивных оптических систем для коррекции искажений волнового фронта светового излучения, возникающих в формирующих и транспортных трактах сверхмощных импульсных лазерных систем. Партнер, кроме прочего, обладает выдающейся экспертизой в области атмосферной турбулентности (07-Науки о земле), лежащей в основе методов подавления искажений, вызванных воздушными потоками на трассах оптических каналов. Данная отрасль знаний, однако, в заявке не отражена, как второстепенная.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
60000.0
|
| Дата начала |
2025-05-22
|
| Дата окончания |
2028-12-31
|
| Номер контракта |
25-62-00019
|
| Дата контракта |
2025-05-22
|
| Количество отчетов |
1
|
| УДК |
535:621.373.8 535:621.375.8
|
| Количество просмотров |
11
|
| Руководитель работы |
Соловьев Александр Андреевич
|
| Руководитель организации |
Денисов Григорий Геннадьевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ ИМ. А.В. ГАПОНОВА-ГРЕХОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-07-16 18:49:18 UTC, 2025-07-16 18:49:18 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
адаптивная оптика; лазеры сверхвысокой пиковой мощности; дипольная фокусировка; стабилизация фазы оптического излучения; когерентное сложение оптических импульсов
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.33.15 - Оптические квантовые генераторы и усилители (лазеры)
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Оптика (включая лазерную оптику и квантовую оптику)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения;
|
| Регистрационные номера |
—
|
