دستکاری نور با استفاده از پلاسما
دستکاری نور با استفاده از پلاسما
قطبش یک باریکه لیزری قوی را می‌توان به صورت نظری توسط ترکیب آن با یک باریکه دوم در پلاسما کنترل کرد.دستکاری قطبش نور (جهت میدان الکتریکی نور) در بسیاری از آزمایش‌های اپتیکی اهمیت دارد. اما لیزرهای پیشرفته چنان قوی هستند که می‌توانند ابزار معمولی ایجاد قطبش را تخریب کنند. پژوهش‌گران اکنون به صورت نظری نشان داده‌اند که قطبش یک باریکه را می‌توان توسط ترکیب آن با یک باریکه دیگر درون پلاسما تغییر داد. یک لیزر قدرتمند می‌تواند تجهیزات اپتیکی معمولی را با شکافتن الکترون‌ها به بیرون از اتم تخریب کند، اما پلاسما «از پیش شکافته» است و بیش از این توسط باریکه‌های قوی شبیه به آنچه برای ایجاد انرژی همجوشی استفاده می‌شود، تخریب نمی‌شود.پژوهش‌گران تاسیسات ملی احتراق در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در کالیفرنیا در تلاشند تا همجوشی را با استفاده از فشرده کردن یک گلوله سوخت با پالس‌های لیزرهای بزرگ تولید کنند. برای چندین سال آن‌ها این پرتو‌ها را با استفاده از ساختارهای القا شده توسط لیزر در پلاسما، که همچون آینه‌های با توان بالا عمل می‌کنند، را توانستند کنترل کنند. برای به‌دست آوردن کنترل بیشتر، پیر مایکل (Pierre Michel) و همکارانش در لیورمور تصمیم بر دستکاری قطبش این پرتو‌های قوی گرفتند. او می‌گوید، کنترل قطبش ممکن است در نسل جدید شتاب‌دهنده‌های الکترونی فشرده که با پلاسمای تولید شده توسط لیزر سر و کار دارند نیز مفید واقع شود.
http://hupaa.com/db/pages/2014/12/27...g_001_1215.jpg
192 لیزر قدرتمند به یک توپ سوخت کوچک در یک استوانه فلزی می‌تابند تا گداخت هسته‌ای تولید کنند.
پژوهش‌گران به صورت نظری بررسی کردند که چه اتفاقی برای یک باریکه «کاوشگر» در یک پلاسما می‌افتد هنگامی‌که با یک باریکه «پمپاژ» قوی برهم نهی کند که تقریباً در همان جهت در یک صفحه افقی حرکت می‌کند. میدان هر یک از باریکه‌ها به تنهایی دائماً الکترون‌ها و یون‌های پلاسما را می‌کِشند و هُل می‌دهند. از آنجا که این عمل به طور پیوسته و سریع جهت را عکس می‌کند، هیچ نیروی میانگینی وجود ندارد. هنگامی‌که دو باریکه حضور دارند، آن‌ها در راستای عرضی با هم تداخل می‌کنند و گره‌ها و شکم‌هایی را ایجاد می‌کنند که نواحی ثابت شدت میدان الکتریکی کمینه و بیشینه هستند. تغییرات فضایی متناوب میدان الکتریکی، یک تغییر ماندگار در چگالی پلاسما ایجاد می‌کند. باریکه کاوشگر به ایجاد این تغییر چگالی کمک می‌کند اما هم‌زمان ویژگی‌های باریکه نیز توسط آن تحت تاثیر قرار می‌گیرد.این تیم دو روش را برای استفاده از امواج چگالی به منظور اصلاح قطبش باریکه کاوشگر شرح می‌دهند. در طرح اول، فرکانس پمپاژ به گونه‌ای انتخاب می‌شود که موج ِ نور ِ ترکیب شده، یک موج طبیعی را در پلاسما شبیه به موج صوت تحریک کند. تحلیل‌ها پیش‌بینی می‌کنند که هنگامی‌که باریکه‌ی کاوشگر در موج ِ چگالی ِ پلاسما باحضور باریکه‌ی پمپاژ حرکت می‌کند، فوتون‌های کاوشگر شروع به سازگار کردن فرکانس و جهتشان با پمپاژ می‌کنند به طوریکه یک باریکه کاوشگر ضعیف به جا می‌گذارند. اما این تغییر هنگامی رخ می‌دهد که قطبش باریکه‌های کاوشگر و پمپاژ موازی باشند. هر نور کاوشگری با قطبش عمودی بدون تغییر عبور می‌کند به طوریکه ساختار پلاسما همچون یک فیلتر قطبنده معمولی عمل می‌کند.
http://hupaa.com/db/pages/2014/12/27...g_002_1216.jpg
یک باریکه لیزر قوی (آبی) را می‌توان به طور نظری با فرستادن در یک پلاسما و برهم‌کنش با یک باریکه قوی‌تر (قرمز) قطبیده کرد. پژوهش‌گران می‌توانند این چیدمان را برای دستکاری قطبش به روش‌های دیگر نیز استفاده کنند.
در طرح دوم، پمپاژ و کاوشگر به گونه‌ای انتخاب می‌شوند که فرکانس یکسان داشته باشند. این امر باعث می‌شود نور کاوشگر قطبیده عمودی در مقایسه با قطبیده افقی کند شود. این سرعت وابسته به قطبش را می‌توان برای چرخاندن زاویه قطبش و یا مبادله نور قطبیده خطی (راستای قطبش ثابت) با نور قطبیده دایروی (قطبش چرخان) استفاده کرد. باریکه‌های با قدرت کمتر به طور معمول با این روش تغییر داده می‌شوند که از وسایلی به‌نام صفحات موج ساخته شده از کریستال‌های ناهمسانگرد استفاده می‌شود.مایکل می‌گوید انتظار می‌رود این ایده‌های جدید در اوایل سال آینده به طور تجربی امتحان شوند. به گفته‌ی داستین فرولا (Dustin Froula) از دانشگاه روچستر در ایالت نیویورک، تیم «درجه یک» لیورمور در جایگاه خوبی برای ارزیابی دستگاه‌های نوین قرار گرفته است. او می‌افزاید با افزایش درک برهم‌کنش‌های لیزر-پلاسما در سال‌های اخیر «ما می‌توانیم شروع به مهندسی اثرات آن‌ها به منظور کاربردهای علمی خودمان کنیم.»
مببع : هوپا
