Comparison of electrically driven lasers for space power transmission

High-power lasers in space could provide power for a variety of future missions such as spacecraft electric power requirements and laser propulsion. This study investigates four electrically pumped laser systems, all scaled to 1-MW laser output, that could provide power to spacecraft. The four laser systems are krypton fluoride, copper vapor, laser diode array, and carbon dioxide. Each system was powered by a large solar photovoltaic array which, in turn, provided power for the appropriate laser power conditioning subsystem. Each system was block-diagrammed, and the power and efficiency were found for each subsystem block component. The copper vapor system had the lowest system efficiency (6 percent). The CO2 laser was found to be the most readily scalable but has the disadvantage of long laser wavelength

Мощные фемтосекундные гибридные лазерные системы с широкоапертурными усилителями на основе газовых лазеров

Обсуждается одна из двух создаваемых в настоящее время в Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН многокаскадных гибридных лазерных систем, генерирующих ультракороткие импульсы излучения с пиковой мощностью ~ 10{14} ...10{15} Вт. Эта система основана на усилении фемтосекундных импульсов на длине волны 248 нм (третья гармоника Ti:Sa-лазера) в активной среде электронно-пучкового KrF лазерного усилителя. Конечным каскадом лазерной системы будет являться электронно-пучковая установка с лазерной камерой диаметром 60 см и длиной 200 см. Параметры накачки такой установки близки к параметрам лазера, ранее разработанного в Институте сильноточной электроники СО РАН: энергия электронов ~ 600 кэВ, удельная мощность накачки ~ 300...500 кВт/см{3}, длительность импульса электронного пучка ~ 100...200 нс. Рассматривается также возможность применения в качестве активной среды молекул Kr[2]F с энергией насыщения 0,2 Дж/см{2} для усиления ультракоротких импульсов. Теоретически показано, что энергия лазерного импульса на выходе конечного KrF усилительного каскада может достигать ~ 17 Дж при длительности импульса ~ 50 фс. Ti:Sa лазерная система, генерирующая -50 фс импульсы с энергией 0,5 мДж на длине волны 248 нм, разработана и установлена в Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН. Проведены предварительные эксперименты по усилению УФ фемтосекундных импульсов в электроразрядном KrF лазерном усилителе

Studies in vibrational relaxation and non-linear mixing using excimer lasers

Imperial Users onl

Electron-beam-pumped rare gas halide lasers

Imperial Users onl

Мощные фемтосекундные гибридные лазерные системы с широкоапертурными усилителями на основе газовых лазеров

Обсуждается одна из двух создаваемых в настоящее время в Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН многокаскадных гибридных лазерных систем, генерирующих ультракороткие импульсы излучения с пиковой мощностью ~ 10{14} ...10{15} Вт. Эта система основана на усилении фемтосекундных импульсов на длине волны 248 нм (третья гармоника Ti:Sa-лазера) в активной среде электронно-пучкового KrF лазерного усилителя. Конечным каскадом лазерной системы будет являться электронно-пучковая установка с лазерной камерой диаметром 60 см и длиной 200 см. Параметры накачки такой установки близки к параметрам лазера, ранее разработанного в Институте сильноточной электроники СО РАН: энергия электронов ~ 600 кэВ, удельная мощность накачки ~ 300...500 кВт/см{3}, длительность импульса электронного пучка ~ 100...200 нс. Рассматривается также возможность применения в качестве активной среды молекул Kr[2]F с энергией насыщения 0,2 Дж/см{2} для усиления ультракоротких импульсов. Теоретически показано, что энергия лазерного импульса на выходе конечного KrF усилительного каскада может достигать ~ 17 Дж при длительности импульса ~ 50 фс. Ti:Sa лазерная система, генерирующая -50 фс импульсы с энергией 0,5 мДж на длине волны 248 нм, разработана и установлена в Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН. Проведены предварительные эксперименты по усилению УФ фемтосекундных импульсов в электроразрядном KrF лазерном усилителе

Diffusion of Rubidium Vapor Through Hollow-Core Fibers for Gas-Phase Fiber Lasers

This work examines the diffusion of rubidium through a small diameter tube alone and in the presence of noble gases. A fluid dynamics analysis is investigated to aid in choosing a method for transferring atomic rubidium vapor that is reliable and efficient. Solutions to the time dependant ordinary differential equation describing the experimental flow properties of the system reveal more precise outcomes than previously practiced routines. Resolved viscosities and Poiseuille flow theory velocity profile distributions are characterized for noble gas carriers of the rubidium vapor. Applying Reynolds Numbers to the flow experiments provides pressure differential boundaries that are employed in the successful rubidium vapor transfer process. Atomic spectroscopy is demonstrated through the use of a rubidium D1 resonate diode laser to record an absorption spectrum and extract alkali vapor densities that successfully propagated through a 12 cm long capillary tube with a 500 μm inner diameter. Rubidium number densities on the order of 1.384 x 1012 cm-3, 4.615 x 1011 cm-3 and 9.890 x 109 cm-3 were recorded for interaction path lengths of 0.05 cm, 0.15 cm and 7.0 cm, respectively. Number densities were achieved through the constant flow and diffusion of a helium/rubidium combination. Sustaining a constant pressure differential between 80 and 150 Torr across the capillary tube assisted in transferring the rubidium vapor through a small inner-diameter hollow-core tube

Laser-Plasma Interactions Enabled by Emerging Technologies

An overview from the past and an outlook for the future of fundamental laser-plasma interactions research enabled by emerging laser systems