Современная электроника №3/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 59 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2023 ромна золотуюмишень цилиндрической формы диаметром 2 мм серией ударных волнпоказало действенныйрезультат для поддержки реакции синтеза частиц . Ультрафиолетовая лазерная установ - ка 2022 года с длиной волны 351 нм генерирует мощность , сопоставимую с 500 ТВт ( тераватт ). Под её воздей - ствием « мишень » сжимается до плот - ности 1000 г / см ³, давление эквивалент - но 300 млрд атмосфер ; таковы условия запуска реакции термоядерного синте - за . По 2 ядра дейтерия и трития – тяжё - лого и сверхтяжёлого изотопов водо - рода сливаются в ядро гелия . Импульс такой лазерной установки моменталь - но испаряет золотую оболочку цилин - дра и разогревает дейтериево - трити - евую смесь . При этом фиксируется выделение энергии , эквивалентной энергии , выделяемой при сжигании 1 барреля нефти . На рис . 10 представ - лена « топливная мишень » из дейтерие - во - тритиевой смеси в золотой оболочке . Результативность экспериментов в области ядерного синтеза условно оценивают в сравнении с полученной и затраченной на термоядерную реак - цию энергией . К примеру , в 2018 году зафиксирован выход энергии , на 3,6% превышающий затраченную . И лазер - ная установка в эксперименте 8 декабря 2022 года показала свою перспективу . Идея термоядерной электростанции в принципе осуществима – это направле - ние будущего , но пока опытного образ - ца мы не имеем . Проблемные вопросы « лазерной технологии » определяются огромными затратами энергии на рабо - ту твердотельного квантового генератора в импульсном режиме . Элементы уста - новки из - за огромных перегрузок рабо - тают в одноразовом режиме . Стоимость эксперимента соотносят с 3 млн USD [6]. Отсюда ясно , что пока о серийном или коммерческом производстве мощной лазерной установки речь не идёт . Но в современных разработках она стано - вится практически осязаемой и доступ - ной . Популярные области применения маломощного квантового генератора и его необычные возможности Оптический квантовый генератор – источник мощного узконаправленно - го монохроматического когерентного излучения , преобразующего возмож - ные виды энергии накачки – световую , электрическую , тепловую , химическую ( и др .) в энергию когерентного , поляри - зованного и узконаправленного потока . Принцип действия оптического кван - тового генератора известен из физики , иллюстрация представлена на рис . 11. Число фотонов , движущихся вдоль оптической оси , лавинообразно возрас - тает . Достигнув полупрозрачного зерка - ла , излучение частично выйдет наружу , частично отразится и вновь использу - ется для генерации импульсов . Уси - ленный и вышедший сквозь полупро - зрачное кольцо поток фотонов создаёт направленный световой пучок боль - шой интенсивности . Важность лазе - ров накачки ( ЛН ) рассмотрена в пер - вых абзацах статьи . И нужно добавить , что при хорошей концентрации пучка и юстировке оптики в активный элемент возвращается до 75% энергии излуче - ния источника . На рис . 12 представле - на условная схема лазерного канала с усилителями – элементами ЛН . На рис . 13 представлен лаборатор - ный образец – иллюстрация работы лазерного канала с усилителями сиг - нала . Сфера применения простых кван - товых генераторов широка – лазерное упрочнение стали , лазерная депиляция в медицинских учреждениях и способ борьбы с онкологией на примере удале - ния папиллом и других образований на коже человека , запатентованный способ нанесения цветного изображения лазер - ной гравировкой [10]. И даже осваивает - ся лазерное облучение семян и развитие проростков [3]. В быту это можно при - менить как подсветка лазером невиди - мых в типичном спектре глазу челове - ка и кратковременных явлений . Самое популярное среди сказанного – обнару - жение пыли . Это иллюстрирует рис . 14. Так , если нажать кнопку смыва уни - таза при открытой крышке , крошеч - ные капли воды разбрызгиваются в помещении на высоту до 2 метров . Исследование опубликовано в [4] и [7]. Частицы воды под давлени - ем , согласно форм - фактору оборудо - вания , взлетают вверх с начальной скоростью примерно 2 м / с , дости - гая высоты в 1,5 метра и последую - щего спада в течение 8 секунд . Круп - ные капли оседали на поверхностях в течение 2–3 секунд , но частицы разме - ром менее 5 мкм оставались в услов - Рис . 9. Внешний вид механизма , удерживающего топливную мишень . Фото : Lawrence Livermore National Laboratory Рис . 10. Топливная мишень из дейтериево - тритиевой смеси в золотой оболочке (Lawrence Livermore National Laboratory) Рис . 11. Принцип действия квантового генератора ( лазера )