Lazer-uyg'onish maydoni tezlashuvi (LWFA) tezlashtirishning muhim vositasi bo'lib, uni zarrachalarning an'anaviy RF tezlashuvidan ajratib turadi. LWFA GeV/sm tezlashuv gradientlarini hosil qilishi mumkin, bu gaz pedallarining o'lchami va narxini sezilarli darajada kamaytirishi kutilmoqda. brakiterapiya.LWFA o'zgartiradi LWFA lazer pulsining yorug'lik energiyasini tezlashtirilgan elektronlarning kinetik energiyasiga aylantiradi. Tibbiy ilovalar uchun zarur bo'lgan elektron energiyasi o'nlab yuzlab keV ni tashkil qiladi, bu 1014 Vt/sm2 yoki undan ortiq lazer fokuslash intensivligiga mos keladi va agar fokuslash diametri 20 mkm bo'lsa, lazerning maksimal quvvati gigavatt darajasiga yetishi kerak.
Ushbu sonda 2022-yilda chop etilgan sharh maqolasi [1] saraton kasalligini davolash uchun LWFA uchun zarur bo'lgan ultrafast tolali lazer texnologiyasi va kuchli puls etkazib berish texnologiyasini muhokama qilish uchun taqdim etilgan. 1-rasmda ko'rsatilganidek, endoskopik LWFAda yuqori quvvatli femtosekund impulslari qattiq holatdagi uglerod nanotubalarini qo'zg'atadi va lazer uyg'onish maydoni LWFA ning yuqori zichligida bo'ladi, bu erda elektronlar o'ndan yuzlab keVgacha tezlashishi mumkin, bu etarli. sog'lom to'qimalarga zarar bermasdan saraton hujayralarini yo'q qilish.
Ultrafast tolali lazerlarda signal nuri va nasos nuri tolada uzoq harakat masofalariga ega bo'lgan boshqariladigan to'lqinlar sifatida uzatiladi, bu esa tolaning yuqori sirt-hajm nisbati bilan birga tolaning o'rtacha quvvatini oshirishni osonlashtiradi. tolali lazer. Yuqori quvvatga ega ultratezkor tolali lazer tizimlari odatda master-ossillyator-quvvat-kuchaytirgich (MOPA) arxitekturasidan foydalanadi, bunda ultrafast tolali osilator femtosekund yoki pikosoniya oralig'ida barqaror urug'lik impulslarini ta'minlaydi. Chiziqli bo'lmaganlik va moddiy zarar bilan bog'liq muammolarni hal qilish uchun yuqori quvvatli ultratezkor tolali lazerlar odatda chirped-pulse amplification (CPA) texnologiyasidan va katta rejimli (LMA) tolalardan foydalanadi.
Lazerning eng yuqori quvvati o'nlab yoki yuzlab megavattdan gigavatt darajagacha oshiriladi. Ko'k uchburchak ma'lumot nuqtalari 10 GVt/sm2 ga yaqin intensivlik chizig'ini o'rab oladi, bu chiziqli bo'lmagan faza to'planishi bilan bog'liq cheklovlarni aks ettiradi. Yuqori quvvatga erishish uchun bir nechta o'ta tezkor tolali qo'zg'atuvchilarning kogerent nur kombinatsiyasidan (CBC) foydalanish mumkin.
Endoskopik ilovalarda ichi bo'sh yadroli tola davolash joyi yaqinidagi LWFA qurilmasiga gigavatt maksimal quvvatning lazer impulslarini etkazish uchun moslashuvchan kanal sifatida ishlatilishi mumkin. Bunday holda, optik impuls asosan havo yadrosida tarqalib, moddiy zarar muammosini yumshatadi, shu bilan birga chiziqli bo'lmaganlik va dispersiya sezilarli darajada kamayadi. Rejim maydoni diametri (MFD) 40 mkm va egilish radiusi taxminan 25 sm bo'lgan havo yadroli tolalar kengligi 500 fs, energiya 500 mJ va maksimal quvvati 1 GVt bo'lgan impulslarni o'tkazishi ko'rsatilgan. .2016 yilda Mattia Michieletto va boshqalar. kam yo'qotishda o'rtacha quvvati 70 Vt gacha bo'lgan pikosoniyali impulslarni o'tkazishga qodir bo'lgan yangi rezonansga qarshi havo yadroli tolani (uzunligi 5 m, MFD taxminan 22 mkm va egilish radiusi 16 sm) taklif qildi.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, tez rivojlanayotgan ultrafast tolali lazer texnologiyasi LWFA uchun gigavatt eng yuqori quvvatga ega femtosekundlik impulslarni etkazib berishga qodir va ichi bo'sh yadroli tolalar bunday ultra qisqa va o'ta kuchli impulslarni uzatishga qodir. Ushbu ikki texnologiyaning kombinatsiyasi kelajakda yuqori zichlikdagi LWFA asosidagi endoskopik saratonni davolash imkonini berishi kutilmoqda.
