EAGER: Overcoming the Saturation Limit of High Intensity, Fully Coherent Raman Backscattering Laser
EAGER:克服高强度、完全相干拉曼背向散射激光器的饱和极限
基本信息
- 批准号:1649173
- 负责人:
- 金额:$ 28.68万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-09-01 至 2020-02-29
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The National Science Foundation uses the Early-concept Grants for Exploratory Research (EAGER) funding mechanism to support exploratory work in its early stages on untested, but potentially transformative, research ideas or approaches. This EAGER project was awarded as a result of the invitation in the Dear Colleague Letter NSF 16-080 to proposers from Historically Black Colleges and Universities to submit proposals that would strengthen research capacity of faculty at the institution. The project at Delaware State University aims to examine the feasibility of increasing the output energy in ultra-short laser pulses by over 100 times via the Stimulated Raman Backscattering (SRBS) technique. If this project succeeds, it could transform ultra-high intensity lasers, which in turn would have great technological and scientific impact. The project will strengthen research capacity and provide educational opportunities to students in the area of plasma physics. This project is funded by the Directorate for Mathematical and Physical Sciences.An alternative to the present chirped pulse amplification for high power laser is the Stimulated Raman Backscattering (SRBS) scheme, where a resonant interaction in plasma coherently mediates energy transfer from the long pump into the much shorter seed. The backscattered short seed should undergo simultaneous amplification and compression, and since plasma is impervious to optical damage and has unique dispersion properties, its power can grow to extraordinary levels. Feasibility of SRBS lasers was demonstrated theoretically and experimentally. Still, despite some progress over the past decade, the maximum amplified pulse energy was limited to milli-joule levels due to early saturation. This project addresses obstacles in SRBS through an integrated theoretical, computational, and experimental approach, and aims to develop a solid theoretical understanding of the underlying mechanism for the early saturation, verified by simulation and confirmed with experiments; develop a scheme to overcome the saturation limit and prove that the saturation barrier can be resolved; and demonstrate how a coherent, single spiked, and single cycled petawatt laser pulse can be generated via a moving soliton cavity in a millimeter-long plasma.
美国国家科学基金会(National Science Foundation)使用早期概念赠款进行探索性研究(急切)资金机制,以在未经测试但可能具有变革性的研究思想或方法的早期阶段支持探索性工作。这项渴望的项目是由于尊敬的同事信函NSF 16-080向历史悠久的黑人学院和大学提出的提议提出的提议提出的提议,以提高该机构的研究能力。特拉华州立大学的项目旨在检查通过刺激的拉曼反向散射(SRBS)技术将超短激光脉冲中输出能量提高100倍以上的可行性。如果该项目成功,它可能会改变超高强度激光器,从而产生巨大的技术和科学影响。 该项目将增强研究能力,并为血浆物理领域的学生提供教育机会。该项目由数学和物理科学局资助。用于高功率激光器的当前流动脉冲放大的替代方案是刺激的拉曼反向散射方案(SRBS)方案,在该方案中,等离子体中的谐振相互作用将能量从长泵中介导了从长泵到更短的种子中。反向散射的短种子应同时进行扩增和压缩,并且由于等离子体不受光学损害,并且具有独特的分散性能,因此其功率可以增长到非凡的水平。 SRBS激光器的可行性在理论上和实验上都得到了证明。尽管如此,尽管过去十年中有一些进展,但由于提早饱和,最大扩增的脉冲能量仅限于毫升水平。该项目通过综合的理论,计算和实验方法来解决SRB中的障碍,并旨在对早期饱和的基本机制进行牢固的理论理解,并通过模拟验证并通过实验确认。制定一个方案来克服饱和度极限,并证明可以解决饱和屏障。并证明如何通过以毫米长的血浆中的移动孤子腔产生连贯的,尖刺和单个循环的Petawatt激光脉冲。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Simulated Raman spectral analysis of organic molecules
有机分子的模拟拉曼光谱分析
- DOI:10.1117/12.2291176
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Ren, Jun;Tyler, Zachary;Kong, Kam;Lu, Qi;Zhao, Jian;Lu, Lu;Osiński, Marek;Arakawa, Yasuhiko;Witzigmann, Bernd
- 通讯作者:Witzigmann, Bernd
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- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Johnson, Stephen;Zerrad, Essaid;Makrogiannis, Sokratis;Ren, Jun
- 通讯作者:Ren, Jun
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- DOI:10.5772/intechopen.75121
- 发表时间:2018-08
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yanan Xu;Jun-Tong Ren;M. Tanzy
- 通讯作者:Yanan Xu;Jun-Tong Ren;M. Tanzy
Raman spectral analyses of amino acids in life processes
- DOI:10.1117/12.2509883
- 发表时间:2019-02
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Lianxin Xin;J. Hou;Aleem Sayles;Jian Zhao;A. Marcano;Hui Xia;Jun Ren
- 通讯作者:Lianxin Xin;J. Hou;Aleem Sayles;Jian Zhao;A. Marcano;Hui Xia;Jun Ren
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- 发表时间:
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- 作者:
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Jun Ren
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