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中央レーザー施設（CLF ）は、英国の研究施設です。ラザフォードアップルトン研究所の一部です。この施設は、高エネルギーレーザーの応用を研究することに専念しています。1976年に開設されました。[1] 2013年現在、CLFには5つのアクティブなレーザー研究所があります：Vulcan、Astra Gemini、Artemis、ULTRA、OCTOPUS。この施設は、原子物理学やプラズマ物理学から医療診断、生化学、環境科学まで、幅広い科学分野の研究に高出力レーザーと高感度レーザーの両方を提供しています。[2]また、先端レーザー技術応用センター（CALTA）を通じて、CLFはレーザー開発を担当しています。DiPOLEはそのプロジェクトの発案によるものです。[3]
歴史
バルカンはクリプトン・フッ化物レーザー研究所で初めて稼働したレーザーです。[1] 1997年にロンドン大学インペリアル・カレッジの元所長MHRハッチンソンが新所長に任命されたとき、クリプトン・フッ化物レーザー研究所は2つ目のレーザーであるチタニアも稼働させていました。これは当時世界で最も明るいクリプトン・フッ化物レーザーと言われていました。[4]
現在のレーザー
バルカン
ヴァルカンは世界で最も強力なレーザー使用施設です。[2]ペタワットの光線を放射します。[5]ヴァルカンのコアの建設は、原子力産業と同等の仕様でクヴェルナーエンジニアリングアンドコンストラクションによって行われました。チャンバーは放射線を減らすためにアルミニウムと鉛で覆われています。[6]
当初は0.5テラワットの2ビームネオジムレーザーであったバルカンは、1980年に6ビーム1.5 TWレーザーにアップグレードされました。1982年には出力が3 TWに再び増加しました。[1]
アストラ ジェミニ
アストラジェミニは、デュアルビームチタンサファイアレーザーシステムです。ほとんどのチタンサファイアレーザーはシングルビームです。アストラジェミニには、0.5ペタワットのビームを放射する2つの増幅器があります。2ビームシステムは、プラズマ物理学の実験に適しています。[7]
アルテミス
アルテミスはXUV光を生成します。このプロジェクトは、原子/分子物理学、表面科学、材料科学を研究するためにダイヤモンド光源と共同で開始されました。 [2]アルテミスは、自動イオン化ダイナミクスと超高速消磁の研究にも使用できます。[8]
ウルトラ
レーザー、検出器、光ピンセットを組み合わせることで、ULTRAは物理科学や生命科学を研究するための分子動力学を提供します。ULTRAの複数のアレイにより、さまざまなタイミングとパルス長でスペクトル全体の複数のビームを組み合わせる柔軟性が高まります。Ultraは、液体に浮遊する微小粒子を、力が侵入的または破壊的にならない方法で操作します。[9]
タコ
OCTOPUSはイメージングクラスターです。多次元単分子顕微鏡、共焦点顕微鏡（FLIM、FRET、多光子）、光学形状測定など、さまざまなイメージング手法が提供されています。OCTOPUSは機能的バイオシステムイメージング（FBI）グループの一部として運営されています。[10]
外部プロジェクト
ハイレーズ
2013年4月、CLFがHiLASEプロジェクトから契約を獲得したことが発表されました。[11] HiLASE施設[12]はチェコ共和国のドルニー・ブジェジャニにあります。この契約はCLFにとって1000万ポンドの価値があり、プロジェクト全体の費用は3000万ポンドです。この入札は、CLFの科学者によって開発された高エネルギーダイオード励起固体レーザーシステム（DiPOLE）の開発のおかげで勝ちました。
ハイパー
CLFは、PETAL（フランス）、 OMEGA-EP（米国）、FIREX（日本）など世界中のレーザー施設と協力して、高速点火による慣性核融合エネルギーの生成の実現可能性を研究しています。HiPER施設はヨーロッパに建設される予定で、9か国のパネリストが研究を監督します。[2] [ 13]
注目すべき研究
光時計
アルバート・アインシュタインは特殊相対性理論の一環として、光速に近い速度で移動する鏡から反射された光は、時間的圧縮により入射光よりも高いピークパワーを持つと提唱した。高強度レーザーパルスとナノメートルスケールの箔から作られた高密度相対論的電子ミラーを使用すると、レーザーパルスの周波数が赤外線から紫外線にコヒーレントにシフトすることが示された。この結果は、レーザー生成電子ミラーの反射プロセスを明らかにし、相対論的ミラーの将来の研究を示唆している。[14]
ディポール
これまでは、高パルスエネルギーと高繰り返し率を組み合わせることは不可能でした。バルカンは高パルス、低繰り返し率（1時間あたりのパルス数）のレーザーでした。他のレーザーは1秒間に多くのパルスを出力できますが、エネルギーは低くなります。DiPOLEは、この2つを組み合わせることを可能にします。[15]
参考文献
- ^ abc MH Key 1985 Nucl. Fusion 25 1351、doi：10.1088/0029-5515/25/9/063。
- ^ abcd 「高強度レーザー物理学：英国の中央レーザー施設における最近の成果と開発」、asers and Electro-Optics - Pacific Rim、2007 年。CLEO/Pacific Rim 2007。Conference on 、vol.、no.、pp.1,2、2007 年 8 月 26 日～31 日doi: 10.1109/CLEOPR.2007.4391130。
- ^ 「Central Laser Facility-CALTA」。2013年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年6月10日閲覧。
- ^ 中央レーザー施設の新所長、光学とレーザー技術、第29巻第3号、1997年4月、vページ、ISSN 0030-3992、10.1016/S0030-3992(97)82698-9。
- ^ 「中央レーザー施設 - レーザー施設」。2013年6月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年6月7日閲覧。
- ^ 「バルカンレーザーの心臓部を支えるクヴァナー」プロフェッショナルエンジニアリング 15.20 (2002): 52。Academic Search Complete。Web。2013年6月6日。
- ^ 「Astra Gemini ペタワット Ti:サファイア レーザー システムの試運転」、Lasers and Electro-Optics、2008 および 2008 Conference on Quantum Electronics and Laser Science。CLEO/QELS 2008。Conference on 、vol.、no.、pp.1、2、2008 年 5 月 4 ～ 9 日。
- ^ 「アルテミス」。STFC中央レーザー施設。UKRI。2020年11月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年11月4日閲覧。
- ^ 「Central Laser facility-ULTRA」。2013年2月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年6月7日閲覧。
- ^ 「Central Laser Facility-OCTOPUS」。2013年6月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年6月10日閲覧。
- ^ ヘレン・ロック、「STFCラボがチェコの主要契約を獲得」、Times Higher Education、2013年4月12日。
- ^ “HiLASE”. HiLASE . 2020年11月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年11月4日閲覧。
- ^ HiPER-未来のためのレーザーエネルギー
- ^ 極端紫外線へのコヒーレント周波数アップシフトのためのナノスケール箔からの相対論的電子ミラー、Nature Communications 4、記事番号：1763 doi：10.1038/ncomms2775。
- ^ 「Central Laser Facility-DiPOLE」。2015年9月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年6月10日閲覧。
北緯51°34′21″ 西経1°18′57″ / 北緯51.5726° 西経1.3159° / 51.5726; -1.3159