لیزر برای برنامه های تحقیقاتی

لیزر برای برنامه های تحقیقاتی

طیف سنجی لیزری در دهه 1970 با گسترش لیزرهای رنگی قابل تنظیم و توسعه تکنیک های قدرتمند طیف سنجی جدید شکوفا شد. لیزرها مزایای مهمی را نسبت به منابع طیف سنجی معمولی ، از جمله عرض خط باریک و تمرکز قدرت بسیار بالا در یک باند باریک ، ایجاد می کنند که فوتون های بیشتری را برای اندازه گیری در دسترس قرار می دهد. اما این ویژگی ها تا زمانی که لیزرهای قابل تنظیم لیزرها را در طیف نوری و نه تنها در چند نوار باریک در دسترس قرار می دادند ، ارزش محدودی داشتند. رنگهای جداگانه نه تنها پهنای باند انتشار زیادی دارند ، بلکه رنگهای زیادی نیز در دسترس بودند ، بنابراین با هم محدوده نوری را پوشش می دادند.  

لیزرهای رنگی قابل تنظیم قدرت تکنیک هایی را که در ابتدا با لیزرهای طول موج ثابت نشان داده شد ، افزایش داد. روبرت ترهون برای اولین بار طیف سنجی ضد استوکس رامان (CARS) را با لیزر یاقوت در سال 1965 در شرکت موتور فورد نشان داد. 113 یک دهه بعد ، لیزرهای رنگی قابل تنظیم CARS را به یک تکنیک قدرتمند و به طور گسترده ای تبدیل کرد. 114 لیزرهای رنگی قابل تنظیم نیز منجر به تکنیک های جدید ، مانند طیف سنجی بدون فوتون دوپلر ، به طور مستقل در سال 1974 توسط دیوید پریچارد ، J. Apt و TW Ducas در موسسه فناوری ماساچوست 115 (MIT) و تئودور هانش در استنفورد توسعه یافت. 116 رشد سریع چنین تکنیک هایی رشد فناوری لیزر را تحریک کرد ، اما جزئیات خارج از حوصله این مقاله است.

طیف سنجی لیزری یک تحقیق کاملاً محض نبود. در اواسط دهه 1970 ، ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی تحقیقات در مورد استفاده از لیزر در غنی سازی ایزوتوپ را آغاز کردند. یک هدف تحریک انتخابی اورانیوم 235 برای غنی سازی غلظت ایزوتوپ برای سوخت راکتور بود. وزارت انرژی ایالات متحده همچنین برنامه طبقه بندی شده ای را برای تصفیه پلوتونیوم برای استفاده در سلاح های هسته ای با حذف پلوتونیوم 240 انجام داد ، که با شکافت خود به خود نوترون های نامطلوب را آزاد می کند. توسعه دهندگان امیدوار بودند که غنی سازی لیزری بسیار کارآمدتر و بسیار کم مصرف تر از فرآیند انتشار گازی باشد که در آن زمان برای تولید سوخت راکتور ایالات متحده استفاده می شد. برنامه های غنی سازی ایزوتوپ ها از توسعه لیزرهای رنگی پمپ شده با بخار مس برای تحریک انتخابی ایزوتوپها در بخارهای فلزی و لیزرهای مادون قرمز و ماوراء بنفش برای یک فرآیند دو مرحله ای برای تحریک و جمع آوری انتخابی حمایت کردند.

UF

6

 مولکولهای حاوی U-235

همجوشی محرک اینرسی نیز در دهه 1970 تبدیل به یک برنامه بزرگ تحقیقاتی شد که عمدتا با هدف شبیه سازی فیزیک سلاح های هسته ای در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد و هدف بلند مدت آن تحقیق در مورد راکتورهای همجوشی غیرنظامی بود. این امر به پالس های لیزری در مقیاس نانو ثانیه با انرژی بالا برای گرم کردن و فشرده سازی اهداف نیاز داشت. لیزرهای دی اکسید کربن به طور مختصر در لوس آلاموس مورد مطالعه قرار گرفت و آزمایشگاه تحقیقات دریایی لیزرهای عظیم گاز نازک هالید ایجاد کرد ، اما بیشتر لیزرهای همجوشی لیزرهای نئودیمیوم پمپاژ لامپ بودند که در سال های اخیر برای تولید ژنراتور هارمونیک سوم استفاده شده است. پالس های UV