深度揭秘用于极端光学研究的艾瓦中心.DG

一、项目概述

该项目的目标是建立一个大型的研究基础设施 用于极端研究的艾瓦中心(Exawatt Center for Extreme Light Studies， XCELS)，使用大峰值功率(艾瓦级)的激光辐射源。该项目建立在最近几年在俄罗斯和世界各地的拍瓦激光器(1拍瓦=10^15 W)的研制工作的进展之上，光强达到10^22W /cm2，极短的脉冲宽度( 100飞秒=10^-13s)。此基础设施的核心将是使用一种新型独特光源，其功率约200拍瓦，未来有希望达到甚至超过1 Exawatt(1 Exawatt=10^18 W)。这种激光与物质相互作用的基本过程属于一个全新的科学分支，也是此基础设施的主要研究任务。带来更多的新机会去研究真空的时空结构和高能物理和高场物理这两个领域之间出现的未知现象。这些研究成果的未来应用包括开发紧密型带电粒子加速器，并在体积上比现有的缩小数百倍，创造硬X射线和的超短脉冲源，利用伽玛射线的超高空间和时间分辨率来诊断材料，加强新辐射源和粒子的临床应用，和其他人。

相信大家会有不错的收益哒！此等好游戏1.1 优先研究领域

1) 运用高亮度X射线和伽马射线，制造出超短相干辐射和非相干辐射来源，基于极端相对论带电粒子在超强激光场中运动的辐射情况，这些来源的诊断流程中对于这些辐射源的使用和皮米空间结构和亚飞秒时间分辨率。

2) 开发能量超过100GeV的多串联紧密型激光电子加速器，利用激光等离子体加速的原则，发展先进加速器组合，电子能量为1～10TeV。

3) 优化紧密型激光离子加速器，能量为0.1～10GeV，拓展它们在放射学和医学方面的应用。

4) 对于在超相对论激光场作用下物质的极端状态生产和研究。天体物理学和早期宇宙学的现象在实验室条件下的建模。

5) 阿秒(10^-18s)级电磁波的产生、基于激光高次谐波的亚阿秒脉冲、超强飞秒激光脉冲与物质产生非线性作用得到超宽光谱范围的连续谱，以及发展超快作用过程的计量和诊断方法。

6) 以数拍瓦激光脉冲和等离子体在超相对论体制中相互作用为基础，制造峰值功率超过1 Exawatt(10^18瓦)的电磁辐射源。

7) 基于探测辐射强度超过10^25 W/cm2脉冲研究真空中的时空结构，探索强场激光作用下的量子电动力学现象，其中包括产生的辐射物质和反物质。

8) 研究一个新的科学领域 核光学，使用伽马辐射产生的二次源来激发和诊断原子之间的作用过程。

1.2 XCELS 基础设施的基本参数

XCELS 基础设施的基本参数超过了全球已经建造或计划建造的最大的激光系统的辐射功率水平，亚艾瓦激光器是根据应用物理RAS 研究所研发的光学参量啁啾脉冲放大(OPCPA)技术。它包括12 个相同的信道，其中每个产生能量300～400 J，持续时间20～30fs，聚焦的最大强度超过10^23W/cm2。在KD*P 晶体的光学参量放大下，最终串联的孔径30 30cm2。据推测，亚艾瓦激光模块的光脉冲将分成100 份，光波周期10^-16 秒。 项目的第一阶段是在KD*P 晶体参量放大的基础上，制造两个功率15PW 的上述模块，这将建立一个可靠的XCELS 模块原型，也能解决根本的信道分配问题以及逐步完成诊断设备的应用。此外，要XCELS 激光器的12 个主通道将在新建成的国际金融中心进行成熟的技术组装。

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