Enerji Departamentinin Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyasının (Berkeley Laboratoriyası) tədqiqatçıları yüksək güclü lazeri sabitləşdirməyə kömək etmək üçün maşın öyrənməsindən (ML) istifadə edərək lazer texnologiyasında bir irəliləyiş əldə etdilər.

Berkeley Laboratoriyasının Sürətləndirici Texnologiya və Tətbiqi Fizika (ATAP) və Mühəndislik Bölmələrinin rəhbərlik etdiyi bu irəliləyiş fizika, tibb və enerji sahələrində tərəqqini sürətləndirməyi vəd edir. Tədqiqatçılar öz işlərini High Power Laser Science and Engineering jurnalında bildirirlər .

Titrəyin proqnozlaşdırılması

Yüksək güclü lazerlər həm elmi tədqiqatlarda, həm də sənayedə vacib alətlərə çevrilmişdir. Bu lazerlərin maraqlı tətbiqi hissəcikləri qısa məsafələrdə yüksək enerjiyə qədər sürətləndirə bilən lazer-plazma sürətləndiriciləridir (LPA) .

LPA-lar atom və molekulyar miqyasda maddənin tədqiqinə imkan verən daha yığcam və sərfəli hissəcik toqquşdurucuları və yeni işıq mənbələri təklif edə bilər. Yüksək güclü lazerlər həmçinin bol, etibarlı enerji vəd edən inertial birləşmədə irəliləyişləri dəstəkləyir.

Bununla belə, mexaniki vibrasiyaların səbəb olduğu “jitter” kimi tanınan şüa işarəsindəki dalğalanmalar lazerin işinə mane olur və bu tətbiqlərdə irəliləyişə mane olur.

ATAP-ın Berkeley Accelerator Controls & Instrumentation Proqramında tədqiqatçı alim və məqalənin aparıcı müəlliflərindən biri Dan Vanq, “Lazer işarəsi xətaları LPA-larda xüsusilə problemlidir, çünki onlar yaradılan elektron şüasında qeyri-sabitliyə səbəb olur və bu, onların praktik tətbiqini məhdudlaşdırır”.

Bununla belə, ATAP Mərkəzlərinin və BELLA sənədlərinin müəlliflərinin eksperimentlər üzrə direktor müavini və işçi alimi Anthony Gonsalvesin sözlərinə görə, ənənəvi lazer idarəetmə sistemləri “lazerin mövqeyindəki sürətli dəyişikliklərə, xüsusən də yüksək güclü, aşağı təkrarlama dərəcəsinə malik lazerlərdə istifadə olunan böyük yavaş hərəkət edən optik komponentlərlə ayaqlaşmaq üçün mübarizə aparır”. “Bu, eksperimentlərə mənfi təsir göstərən atışdan atəşə səhvlərlə nəticələnir.”

Bu məhdudiyyəti aradan qaldırmaq üçün komanda maşın öyrənməsinə müraciət etdi.

BELLA Mərkəzinin və Mühəndislik Şöbəsinin elektronika mühəndisi və məqalənin aparıcı müəlliflərindən biri Alessio Amodio izah edir ki, lazer işarələmə xətalarını baş verdikdən sonra onları düzəldən ənənəvi idarəetmə sistemlərindən fərqli olaraq, “bizim metodumuz titrəməyi proqnozlaşdırır və sonra lazerin optik komponentlərində real vaxt rejimində düzəlişlər edir, vuruşdan vuruşa sabitləşməni və şüa işarəsini daha dəqiq təkmilləşdirir”.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749622836&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-machine-ease-jitters-high-power.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749622836375&bpp=4&bdt=145&idt=40&shv=r20250609&mjsv=m202506100101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749622588%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749622588%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749622588%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C1200x280&nras=1&correlator=5290740022480&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2770&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=42531706%2C95353386%2C95362655%2C95363184%2C31092936%2C95362797%2C95359265%2C95362808%2C95363072%2C31092547&oid=2&pvsid=5374359279595233&tmod=54008405&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage4.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=5&uci=a!5&btvi=3&fsb=1&dtd=151

‘Pilot’ şüa və real vaxt düzəlişləri

Metodun effektivliyini yoxlamaq üçün tədqiqatçılar LPA-nın aparıcı tədqiqat obyekti olan BELLA Petawatt lazerindən yüksək güclü, aşağı təkrar sürətli əsas şüa üçün proksi olaraq aşağı gücə malik , yüksək təkrar sürətə malik “pilot” lazer şüasından istifadə ediblər.

“Pilot şüası əsas şüadan daha tez-tez yandığı üçün biz güzgülərin vibrasiyasından yaranan şüanın hərəkətinin xəritəsini çıxara bilərik” dedi Qonsalves. “Daha sonra biz bu məlumatı yüksək güclü impuls gəldiyi zaman şüanın harada olacağını proqnozlaşdırmaq üçün istifadə edə bilərik və işarələmə xətasını əvvəlcədən bildiyimiz üçün bu səhvləri düzəltmək üçün güzgünü tənzimləyə bilərik.”

Onlar bu mövqe məlumatlarını şüanın işarəsini tənzimləmək üçün düzəldici güzgüdən istifadə edən ML-yə əsaslanan idarəetmə sisteminə daxil etdilər. Performansını sınaqdan keçirdikdən sonra sistem şüanın X istiqamətində 65%, Y istiqamətində isə 47% titrəmə azalmasına nail olub.

“Biz daha sürətli və daha dəqiq real vaxt düzəlişlərini təmin etmək üçün sahədə proqramlaşdırıla bilən qapı massivlərindən, qabaqcıl zamanlama və sinxronizasiya təklif edən elektron idarəetmə sxemlərindən istifadə edərək metodumuzu təkmilləşdirməyi planlaşdırırıq” dedi. “Bunun, tam gücdə və geniş tətbiqlərdə BELLA Petawatt lazerində sınaqdan keçirilməsi planlaşdırılan atışdan vuruşa lazer sabitləşməsini yaxşılaşdıracağı gözlənilir.”

Daha çox məlumat: Alessio Amodio və digərləri, Maşın Öyrənməsi, Yüksək Güclü Lazer Elmi və Mühəndisliyi vasitəsilə 1Hz Yüksək Güclü Lazerin İşarə Sabitləşdirilməsi (2025). DOI: 10.1017/hpl.2025.41

Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir