アルガスは、1976年にローレンス・リバモア国立研究所で慣性核融合の研究のために建造された、出力口径20cm（7.9インチ）の2ビーム高出力赤外線 ネオジム添加シリカガラス レーザーです。アルガスはレーザーとターゲットの相互作用の研究を進展させ、後継機である20ビームのシヴァレーザーの建造への道を開きました。
ICFにおける初期の実験から、大型レーザーシステムがビームをあるレベル（通常はギガワットレベル）を超えて増幅すると、光の強度が極めて高いため、非線形光学効果が現れ始めることが分かっていました。その中で最も深刻な効果は「カーレンズ効果」です。これは、ビームが非常に強力であるため、空気またはガラスを通過する際に光の電界が物質の屈折率を変化させ、最も強度の高い地点でビームが「自己集束」し、極めて高強度のフィラメント状の構造を形成する現象です。このようにビームが極めて高強度のフィラメントに崩壊すると、レーザーガラスやその他の光学系の光学損傷閾値を容易に超え、ガラスにピット、クラック、グレートラックを形成するなど、深刻な損傷を与えます。これらの効果は、初期のレーザーの最初の数段階の増幅だけで非常に深刻になり、ICFレーザーでは、わずか数ショットでレーザー自体を破壊せずにギガワットレベルを超えることは事実上不可能と考えられていました。
LLNLは、増幅ビームの品質を向上させるため、前年に建造されたシングルビームCyclopsレーザーに空間フィルタを使用する実験を開始していました。基本的な考え方は、レーザー装置を非常に長い「ビームライン」に延長し、ビームに蓄積された欠陥を各増幅段階ごとに順次除去するというものでした。両端にレンズを備えた一連のチューブが光を一点（焦点）に集光し、そこからピンホールを通過します。ピンホールは焦点外の迷光を除去し、ビームを平滑化します。これにより、高強度スポットが除去されます。高強度スポットは、そうでなければ増幅されてダウンビーム光学系に損傷を与える可能性がありました。この技術はArgusで非常に成功を収め、「レーザーICFの救世主」と呼ばれることが多かったのです。
Cyclopsによるビーム平滑化の成功後、次のステップは、生成されるビームのエネルギーと出力をさらに高めることでした。Argusは、ビームラインに沿って配置された5組の増幅器と空間フィルタを使用し、それぞれが出力を増幅し、ビームあたり合計約1 キロジュール、1～2テラワットに達しました。空間フィルタを使用しなければ、このような強度を達成することは不可能でした。Argusは主に大型レーザービームラインとレーザー・ターゲット相互作用の特性評価を目的として設計されており、Argusが供給可能なエネルギーでは核融合点火状態を実際に実現することは不可能であると理解されていたため、装置内で核融合点火状態を実現する試みは行われませんでした。しかし、Argusは、いわゆる「爆発プッシャー」型ターゲットの高出力化をさらに追求し、そのようなターゲット内の高温プラズマを観察するためのX線診断カメラを開発するために使用されました。この技術は、後のICFレーザーにおけるターゲット性能の特性評価に不可欠な技術でした。
アルガスは、直径100マイクロメートルの核融合燃料カプセルターゲットに対して、約100ピコ秒までの短いパルスで合計約4テラワット、またはより長い1ナノ秒パルス（約2キロジュール）で約2テラワットの電力を生成することができた。アルガスは、空洞を照射して生成したX線を使用して実験を実行した最初のレーザーとなった。レーザー光（レーザー自体が直接生成する赤外光とは対照的）を使用しながらホットエレクトロンを生成することで硬X線エネルギーの生成が削減されることは、アルガスで初めて認識された。この技術は、後に直接駆動モード（ LLEとノヴェットレーザーの両方で）でも検証され、その後ほぼすべての後続のレーザー慣性閉じ込め装置の実験でプラズマ結合効率を目標値にレーザーエネルギーを増強するために使用された。アルゴスは 1981 年 9 月に停止され、解体されました。アルゴスにおけるターゲット爆縮の最大核融合収率は、1 ショットあたり約 10 9個の中性子でした。
参照
外部リンク
- https://web.archive.org/web/20041109063036/http://www.llnl.gov/50science/lasers.html
- http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/16710-UOC0xx/native/16710.pdf
- http://adsabs.harvard.edu/abs/1978ApOpt..17..999S
