Техника - молодёжи 1975-10, страница 40

лазеры-усилители на

—одимовых стержнях

блоки усиления из 32 плит

вакуумная камера с термоядерной мишенью

лазерные стержни

усилительный каскад на плоской шште

оптическая система распределяющая на 32 адча

задающий лазер

импульсные лаыпн

Усилительный каскад лазерной установки.

(замороженного) либо из жидкого дейтерия и трития короткой вспышкой, может без посторонней помощи просуществовать миллиардную долю секунды. За этот миг плазма не успеет разлететься и будет удерживаться собственными инерционными силами. Правда, при этом возникала другая проблема — получение мощного сверхкороткого лазерного импульса.

К счастью, к этому времени уже была разработана техника увеличения мощности квантовых генераторов «сжатием» во времени светового луча.

Каждый представляет, что станет, если мгновенно открыть створки ворот плотины. Месяцами собиравшаяся в водохранилище вода хлынет вниз, сметая все на своем пути. Оказалось, подобные ворота можно создать и в лазере, направив поток света на созидательную работу.

Если в резонаторе, состоящем из двух плоских отполированных зеркал, между которыми и рождается лазерный луч, одно закрыть, то возбужденные атомы не смогут отдавать свою энергию и под действием импульсных ламп будут собираться на верхнем уровне — происходит как бы накапливание энергии. Но вот затворы открыты, и ла- • вины квантов, направленный поток света, излучаются за очень короткое время.

Таким образом в лазерах удалось генерировать импульсы длительностью в 1/100000000 секунды, а в поздних разработках — даже в одну миллиардную. Эти квантовые генераторы были названы лазерами с модулированной добротностью.

Они и стали фундаментом дальнейших систем, поднимающих мощность лазерного луча на несколько порядков.

В развитии лазерного инициирования видели физики решение и других, не менее важных технических и технологических задач. Было ясно, что острой фокусировкой луча в маленьком объеме можно добиться очень высокой мощности излучения, а бесконтактный нагрев даст возможность избежать посторонних примесей в плазме.

Ослепительная лазерная вспышка сверкнула первым лучом надежды в 1965 году. Сфокусированная в искру, она нагрела плазму до температуры в несколько миллионов градусов. Вслед за этим событием в лаборатории квантовой радиофизики была получена плазма уже с выходом нейтронов.

Но оптимизм ученых вскоре сменился некоторым разочарованием — для дальнейших работ по получению лазерной плазмы необходимы были более мощные квантовые генераторы, чем применявшиеся в то время лазеры на рубине. Известно, что повышение энергии излучения ведет к увеличению размеров сердца лазера, его стержня. Стержни рубина обычно невелики — длиной не более 20 сантиметров.

Еще раньше, в начале 60-х годов, внимание ученых привлекло к себе... стекло. Но не обычное, а с добавкой различных люминесциру-ющих примесей. Среди них было обращено особое внимание на редкоземельные элементы и прежде всего на неодим, имеющий большие

полосы поглощения света и узкие линии излучения.

Первые же эксперименты показали, что новый материал, несомненно, очень перспективен. Может возникнуть вопрос: почему выбрали именно стеклянные стержни? Ну, во-первых, их легче получить однородными, оптически совершенными. Во-вторых, можно варьировать состав стекла, изменяя в нужном направлении его свойства. Кроме того, поскольку стекло варят, то, естественно, из него можно изготовлять стержни любых размеров и форм. А это прямой путь к дальнейшему повышению мощности лазеров.

Бороться за жизнь плазмы оказалось возможно и с помощью «улучшения» термоядерных мишеней. Этот вопрос в исследовательских работах становится главным, ибо уже не просто «горение» плазмы, а получение выгодной термоядерной реакции выдвинулось на передний план.

Как уже было сказано, сама по себе высокая плотность мишеней облегчает зажигание плазмы. Однако ничто не дается даром. При высокой плотности плазмы и огром ной температуре возникают и гигантские давления, которые стремятся ее разметать.

И хотя довольно успешно удалось сделать первые шаги, становилось очевидным, что дальнейшее продвижение вперед по пути решения проблемы лазерного термоядерного синтеза потребует качественно новых идей.

В начале 70-х годов советскими и американскими физиками была

38