Подвеска МакФерсон (MacPherson) — история, плюсы и минусы
Сегодня большинство автомобилей оборудуются подвеской, названной в честь ее изобретателя – американского инженера Эрла Стили МакФерсона. Причем, устанавливается она как на переднюю, так и на заднюю ось автомобиля. В чем же секрет популярности этой подвески, какие у нее преимущества и недостатки, мы расскажем в этом материале.
История: гениальная замена
С тех пор, как автомобильные компании перешли на массовый выпуск машин, в которых использовались различные виды независимых подвесок, шел постоянный поиск наиболее оптимальной конструкции. К 1940-м годам была, в частности, изобретена независимая подвеска на двойных поперечных рычагах, снискавшая популярность у производителей из-за своей универсальной функциональности – инженер мог жестко настроить ее установочные параметры, выбирая, в зависимости от того, где будет эксплуатироваться автомобиль, определенную геометрию размещения рычагов. Как раз в эти годы в США над созданием нового бюджетного автомобиля Chevrolet работала группа инженеров, в числе которых был Эрл Стили МакФерсон.
На прототип новой модели, которая называлась Cadet, он предложил установить усовершенствованный вариант независимой подвески на двойных поперечных рычагах. Усовершенствование это касалось замены верхнего рычага с шаровой опорой и амортизатора на амортизаторную стойку, которая сочленялась с поворотным шарниром, закрепленном на брызговике. В результате конструкция получалась более компактной, легкой и имеющей меньше деталей, чем подвеска на двойных поперечных рычагах.
Впрочем, этой конструкции не суждено было пойти в серию, так как разработка модели Cadet была свернута. Не найдя поддержки в General Motors, Эрл МакФерсон ушел работать в компанию Ford. Там к изобретенной им конструкции отнеслись с большим вниманием. Первым серийным автомобилем, на котором использовалась подвеска МакФерсона, стал Ford Vedette 1948 года выпуска.
Ford VedetteЭта модель выпускалась во Франции и предполагалась для европейского рынка. Впоследствии эта подвеска устанавливалась на модели Ford Zephyr и Ford Consul.
Затем этот вид подвески с некоторыми доработками стали устанавливать на модели других производителей. Широкое применение подвеска МакФерсона получила в 1970-х годах и в настоящее время ее массово устанавливают на разные классы автомобилей.
Устройство: во главе угла – амортизационная стойка
Именно она, амортизационная стойка, стала основным конструктивным элементом подвески, за счет которой в значительной мере было упрощено устройство этого агрегата. Помимо амортизационной стойки с витой пружиной, которая сочленена шарниром в верхнем конце с брызговиком, в состав подвески входят нижний поперечный рычаг, реактивная тяга либо стабилизатор поперечной устойчивости, поворотный кулак и рулевая тяга.
Подвеска МакФерсонаКстати, есть модели автомобилей, где витая пружина и амортизационная стойка не составляют единого целого, а конструктивно разъединены. Такая подвеска устанавливается на Mercedes-Benz, Ford. Существуют подвески МакФерсон, где роль упругого элемента играет торсион, заменивший витую пружину.
Такой подвеской обладает Porsche 911.
Важным параметром этой подвески является угол наклона амортизационной стойки – различают продольный и поперечный угол наклона.
Преимущественно эта подвеска устанавливается на переднюю ось, хотя есть автомобили, где подвеска такой же конструкции имеется и на задней оси. Однако она носит другое название – подвеска Чапмена, в честь инженера компании Lotus Колина Чапмена, который разработал аналогичную конструкцию, которая, однако, была больше пригодна для установки на заднюю ось.
Подвеска ЧапменаПлюсы и минусы подвески МакФерсона
Несмотря на массовое распространение этого вида независимой подвески, у нее имелись как преимущества, так и недостатки из-за которых, в частности, многие производители отказались от использования МакФерсон на своих моделях, и вернулись к усовершенствованным подвескам на двойных поперечных рычагах.
Впрочем, благодаря преимуществам, которые в процессе разработки выделил сам Эрл МакФерсон, подобная конструкция подвески до сих пор самая массовая.
За счет чего же ей удалось завоевать автомобильный мир? К плюсам этого вида подвески относится компактность, малая масса неподрессоренных элементов, относительная дешевизна изготовления. К тому же, за счет значительного расстояния между опорными узлами по высоте, такая подвеска лучше компенсирует силы реакции дороги, которые передаются от колес в места ее крепления к кузову. Также эта подвеска может производить большие конструктивные ходы, что тоже является положительным аспектом ее конструкции. Наконец, ее упорный подшипник качения, нижний рычаг и шаровой шарнир обладают большим запасом износостойкости.
Перейдем к недостаткам. Подвеска МакФерсон обладает большими ходами подвески, чем та же конструкция с двойными поперечными рычагами, а это негативно сказывается на управляемости автомобилем. Второй минус – передача сил реакции от дороги тут приходится на брызговик крыла, который является не самой надежной конструкцией. Поэтому постепенно при езде по дорогам низкого качества (характерно для России) начинается разрушение точек крепления амортизационных стоек к брызговику.
Это в значительной мере снижает ресурс подвески. Третий минус – неразборная конструкция современных амортизационных стоек. При их износе приходится заменять стойку в сборе. Если этого не сделать, подвеска будет регулярно пробиваться, что в конечном итоге скажется на нарушении геометрии кузова. Четвертый минус – ухудшение работы подвески из-за возникающего между штоком и направляющей трения. Пятый минус — низкий уровень изоляции от шумов, исходящих от дорожного покрытия. Шестой минус – худшая, чем у подвески с двойными поперечными рычагами, компенсация продольного крена.
Именно из-за этих недостатков некоторые производители люксовых автомобилей решили отказаться от использования подвески МакФерсон. Но даже несмотря на перечисленные недостатки, этот вид независимой подвески остается популярным для автомобилей бюджетного класса.
схема, устройство, принцип действия, плюсы и минусы
Водители автомобилей > Полезная информация > Автоустройства > Подвеска > Что такое подвеска МакФерсон, её схема, устройство и принцип действия
Современный автомобиль представляет собой сложнейшее высокотехнологичное устройство.
В его конструкцию в процессе развития заложено множество оригинальных инженерных решений.
Подвеска McPherson
Одна из таких разработок — подвеска типа МакФерсон. Что это такое и как она работает разберемся вместе. Для того чтобы понять принцип работы конструкции необходимо знать ее устройство и взаимодействие ее основных элементов между собой.
Всякий сложный механизм имеет определенные достоинства и недостатки, а используемые в технике схемы являются предметом компромисса между технологичностью и высокими параметрами.
Не безынтересна также история изобретения подвески МакФерсон и происхождение самого названия. Экскурс в прошлое позволит лучше понять ход мысли инженеров, работавших над конструкциями автомобилей.
История изобретения и развития
В названии конструкции употребляется фамилия изобретателя, сотрудника компании «Форд» Earl Steel McPherson. Впервые данный тип подвески был применен на серийной модели Ford Vedette после Второй мировой войны в 1948 году.
Инженер изначально работал в конструкторском бюро компании GM над автомобилем для широкого потребителя Chevrolet Cadet.
Модель в серию не пошла, а конструктор ушел к конкурентам, где и применил собственные наработки. На деле же подвески такого типа несколько иной конфигурации без поперечного качающегося рычага применялись еще на заре автомобилестроения.
В 20-х годах прошлого века в итальянской компании «Фиат» инженером Гуидо Форнаца была разработана принципиальная схема и запатентована в Соединенных Штатах 15 сентября 1925 года.
Компоновка имела привычный для нас вид с нижним качающимся рычагом и поворачивающейся вертикальной стойкой. Американский конструктор Earl Steel McPherson использовал общий принцип действия, доработал и реализовал его в металле. Основной сложностью на начальном этапе был невысокий ресурс телескопических стоек. С развитием технологий данную проблему удалось решить.
Изначально данный тип подвески планировалось применить не только в передней части автомобиля, но и сзади.
После долгих обсуждений выбор был сделан в пользу традиционной схемы. Впервые такой тип подвески задних колес был применен в 1957 году Колином Чепменом на модели «Лотус Элит». В силу этого обстоятельства в Новом Свете и Великобритании данную конструктивную схему принято называть подвеской типа Chapman.
Альтернативным вариантом истории развития подвесок данного типа можно считать конструкцию с двумя рычагами разной длины. Верхний узел при этом значительно короче нижнего, а пружин с амортизатором располагалась над ними. Такая схема применяется в полноприводной «Ниве», вал с внешним шарниром равных угловых скоростей находится как раз между рычагами.
Подвеска МакФерсон: схема, устройство и принцип работы
В семидесятые годы подвеской такого типа снабжали большинство автомобилей, в том числе и тех, что относятся в бизнес классу. Среди них были довольно крупные модели Ауди -100, Мерседес-124 и Опель Сенатор.
Впоследствии от такой практики пришлось отказаться, массовая эксплуатация выявила некоторые недостатки компоновки, которые невозможно было устранить без изменения конструктивной схемы.
Видео — схема подвески МакФерсон:
Подвеска McPherson имеет более простое устройство по сравнению с классической схемой и отличается от нее по принципу действия. Узел состоит из следующих частей:
- нижнего рычага с шаровой опорой;
- ступицы колеса с тормозным диском;
- кулака поворотного со щитом и рулевой тягой;
- стойки телескопической с нижней опорной чашкой;
- буфер сжатия с резиновым или пластиковым защитным чехлом;
- витая пружина;
- опорный подшипник с верхней чашкой;
- тяга поперечной устойчивости с рабочими резинометаллическими элементами и креплениями.
Подвеска МакФерсон, основные детали устройства которой приведены в списке, является одной из самых распространенных схем. Существуют и другие ее разновидности, имеющие некоторые отличия в отдельных деталях.
Так, на культовом автомобиле Porsche-911 вместо витой пружины был использован торсион для уменьшения общей высоты конструкции. Похожая схема была применена в некоторых машинах французского производства.
Схема подвески МакФерсон
На одном из самых удачных автомобилей Mercedes-Benz модели W124 компоновка была изменена и пружина устанавливалась отдельно от телескопической стойки. Похожее по типу устройство подвески McPherson было и на машинах фордовской платформы, которая носит наименование Фокс. Потенциал данной конструктивной схемы полностью еще далеко не использован и у нее имеются перспективы развития.
Узлы такого типа отличаются компактностью и простотой, что и определяет их широкое распространение в автомобилестроении. Подвеска МакФерсон представляет собой конструктивную схему, в которой амортизирующая стойка крепится в верхней части к брызговику моторного отсека. Снизу она жестко соединяется с поворотным кулаком, вся конструкция может вращаться в определенных пределах.
Ось проходит через подшипник, установленный на кузове и смонтированную на рычаге шаровую опору.
Телескопическая стойка в независимой пружинной подвеске McPherson выполняет целых три функции:
- определяет направление хода механизма в вертикальной плоскости;
- гасит возникающие при этом колебания;
- является своеобразным поворотным шкворнем для колес.
В общем виде работа подвески данного типа выглядит следующим образом: когда колесо проезжает по неровности на дороге, то поднимается вверх или опускается вниз. Возникающая при этом нагрузка воспринимается пружиной, которая сжимается или, напротив, распрямляется. При этом телескопическая стойка удлиняется или сокращается. Часть нагрузки передается на корпус автомобиля.
Пружина при этом начинает распрямляться, восстанавливая свою форму, что ведет к удлинению стойки. Возникают колебания, которые гасятся встроенным амортизатором. Это позволяет свести к минимуму вертикальные перемещения кузова относительно поверхности земли.
При выполнении маневра, стойка в сборе с кулаком и установленным на ступице колесом поворачивается. Автомобиль при этом изменяет направление движения.
Видео — как работает подвеска МакФерсон:
Подвеска типа МакФерсон преимущественно используется на переднеприводных автомобилях, на которых силовой агрегат размещается поперек хода. Она имеет целый ряд преимуществ перед классической двухрычажной компоновочной схемой, в тоже время по многим параметрам она ей значительно уступает.
В процессе проектирования конструкторам приходится решать сложную задачу по выбору определенной конструкции с учетом всех ее особенностей.
Плюсы и минусы подвески McPherson
Всякий механизм или компоновочная схема имеет свои сильные и слабые стороны. Данное обстоятельство в полной мере касается и спроектированной американским инженером МакФерсон подвески, она тоже имеет свои плюсы и минусы.
Выбор типа данного узла в ходе опытно-конструкторских работ всегда является предметом компромисса между технологичностью, компактностью и кинематическими свойствами.
Основные достоинства
По общему мнению специалистов и отзывам автомобилистов подвеска МакФерсон обладает целым рядом положительных свойств. Перечень их довольно значительный и в числе прочих можно назвать следующие:
- Высокая технологичность конструкции и относительно небольшие затраты на разработку и изготовление. Обычно узел поступает на сборочный конвейер единым блоком, что значительно сокращает временные затраты.
- Небольшие габариты подвески в поперечном и продольном направлении относительно хода автомобиля.
- Значительный размер по вертикали позволяет обеспечивать необходимый ход подвески в широких пределах.
- Расстояние между опорными точками конструкции велико, что способствует снижению нагрузок на кузов автомобиля.
- Меньшая в сравнении с иными конструктивными схемами масса неподрессоренных узлов.
- Большой ресурс деталей подвески.
В силу рационального распределения усилий в подвеске нижний рычаг и шаровая опора не испытывают значительных нагрузок. Это обстоятельство увеличивает срок службы не только названных элементов, но и сайлент-блоков, и резинометаллических втулок.
Существенно упрощается определение неисправных узлов. В силу названных выше преимуществ подвеска McPherson получила большое распространение на автомобилях с приводом на передние колеса и расположенными поперек хода двигателями.
Недостатки
Конструктивная схема наряду с названными выше сильными сторонами имеет и целый ряд слабых мест. К числу недостатков подвески типа McPherson можно отнести следующие:
- Некоторое ухудшение кинематики особенно при значительных ходах элементов относительно кузова. При этом происходит изменение нормального положительного развала на отрицательный. Управляемость и устойчивость машины в таком случае ухудшается.
- Основная нагрузка от работы подвески приходится на брызговик моторного отсека, который приходится укреплять. Длительная эксплуатация на плохих дорогах может привести к его постепенному разрушению.
- Телескопическая стойка – амортизатор подвергается большим нагрузкам, что при длительных поездках по плохим дорогам приводить к выходу из строя нижнего клапана. Это, в свою очередь, влечет за собой повреждение опорной площадки на кузове, устранение которых требует специального оборудования при дорогостоящем ремонте.
- Высокая шумность подвески и сложности в нанесении звукоизолирующих покрытий.
- Сильное продольное раскачивание кузова автомобиля, которое возникает при торможении. Клевок плохо компенсируется подвеской, а в силу особенностей расположения поперечных рычагов он даже несколько усиливается.
- Большой диаметр штока стойки амортизатора вызывает соответствующее увеличение трения. Дополнительные усилия необходимые для преодоления сопротивления вызывает ухудшение реакции подвески на неровности дороги.
Длительная эксплуатация на плохих дорогах может привести к его постепенному разрушению.Указанные недостатки делают практически невозможным применение изобретенной МакФерсоном подвески в конструкциях следующих классов машин: гоночные и спорткары, грузовиках, внедорожниках, автомобилях с рамой.
До недавнего времени подвеска такого рода не использовалась на транспортных средствах с гидропневматической подвеской. Элементы конструкции просто негде было размещать. Проблема была решена только в 90-е годы прошлого века.
Перспективы развития
Приведенное выше описание конструкции дает общее представление о том, что такое подвеска МакФерсон и как она работает. Одним из недостатков такой схемы является то, что плечо обкатки в ней имеет всегда положительное значение, иными словами, ось поворота находится с внутренней стороны от точки контакта колеса с дорогой. Это снижает курсовую устойчивость и создает значительные усилия на руле.
Проблема была решена известной немецкой компанией ZF Lemförder, которая предложила в классическую подвеску McPherson ввести ряд дополнительных элементов. Конструкция получила наименование Revo-Knuckle и была запатентована в Европе и на Американском континенте. Введение двух шарниров в схему позволило разделить функции направляющей и поворотного механизма.
Стойка McPherson с поворотным кулаком Revo
Такая конструкция значительно уменьшает трение и возмущение от люфтов. По своим параметрам данная конструкция приближается к схеме с двумя рычагами. Конструкторам удалось сделать узел, который устанавливается на машину без переделки ее кузова простой заменой. В итоге поведение в поворотах, особенно при наличии колеи стало заметно более устойчивым и предсказуемым.
Новые требования к автомобильным шинам — о соответствии авторезины сезону следует знать всем водителям.
Подбор дисков по марке автомобиля (подробнее) можно произвести в онлайн режиме.
Тем, кто не знает для чего нужна балансировка колес, будет полезно прочитать эту статью.
Как поменять масло в АКПП самому — https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/avtoustrojstva/transmissiya/akpp/kak-zamenit-maslo.html, достаточно тонкая процедура.
Видео — работа подвеска МакФерсон на автомобиле:
youtube.com/embed/_05tH0trWFY?rel=0&controls=0″ allowfullscreen=»» frameborder=»0″>Посмотрите на 18-летнего сына Элли Макферсон, который тоже модель — Лучшая жизнь
Когда ваша мама супермодель, велика вероятность, что вы окажетесь генетически благословленным. Просто спросите детей супермоделей, таких как Синди Кроуфорд , Кейт Мосс и Хайди Клум , которые теперь тоже становятся звездами в модельном мире. 20-летняя Кайя Гербер стала лицом последней коллекции сумок Louis Vuitton, 19-летняя Лила Мосс 9.0004 только что прошлась по подиуму показа Fendi x Versace в Милане, а Лени Клум позировала со своей мамой-моделью на обложке Vogue Germany всего 16 декабря. Теперь в квартале появился новый ребенок-модель: Сай Бассон , который является точной копией своей знаменитой матери-супермодели, Эль Макферсон . Читайте дальше, чтобы узнать все о 18-летнем студенте, который пошел по стопам своей мамы.
Сай Бюссон — чье полное имя Аурелиус Сай Андреа Бюссон — один из двух детей Макферсона от французского финансиста Арпад Бюссон . Его старший брат Флинн, 23 года, недавно окончил Бостонский университет, где изучал финансы и недвижимость.
Мальчики выросли в Корал-Гейблс в Майами, штат Флорида, и хотя Макферсон и Бассон расстались в 2005 году, когда Саю было всего два года, они сохранили прочные родительские отношения.
СВЯЗАННЫЕ С: Образцовые сыновья Пирса Броснана полностью напомнят вам своего отца.
Condé Nast В 2019 году Сай появился вместе со своей матерью и братом на обложке Vogue Australia, о котором Сай взволнованно написал в Instagram. В сопроводительном очерке о семье Макферсон отметила, что пыталась скрыть своих сыновей от посторонних глаз, пока они росли. Но она признала, что ее дети жили очень привилегированной жизнью. «Нет смысла притворяться, что мы так не живем.
Одной из уникальных привилегий сына супермодели является возможность работать моделью. В дополнение к обложке Vogue Australia в 2019 году Сай также появился в статье Architectural Digest о доме Macpherson’s Coral Gables и был укушен ошибкой моделирования. Он начал работать с местными фотографами и создавать портфолио. Затем в 2020 году он, Флинн и Макферсон снова собрались вместе, чтобы позировать на обложке Elle France, сфотографированной знаменитой бывшей девяткой Макферсона.0003 Жиль Бенсимон
.СВЯЗАННЫЕ: Эта многообещающая модель купальника держала своего знаменитого отца в секрете.
Condé Nast В 2020 году Сай начал работать с несколькими модными фотографами и подписал контракт с Next Model Management.
Ранее в этом году он снялся в своей первой передовой статье для венгерского издания InStyle . С тех пор он также украсил обложку русского издания Glamour Man (см. здесь) и снялся в фотосессии для журнала о моде, снятой Тайлер Кенни для интернет-журнала Vanity Teen.
«Моя биография Cy boi», — написал Макферсон в Instagram вместе с изображениями со съемок Glamour Man . «Поздравляю с первой обложкой».
В августе Макферсон задокументировал, как отвез Сая на первый год обучения в Бэбсон-колледж в Массачусетсе.
«Я так переполнен любовью, когда он вступает в эту новую главу своей жизни», — написал Макферсон в Instagram. «Как и большинству родителей, я надеюсь, что мы поддержали его в развитии навыков и инструментов, которые помогут ему обосновать вновь обретенную независимость. Ответственность, самодостаточность, уверенность в себе и самоопределение. Доброта, терпение и понимание по отношению к другие — и он сам.
Спектрометр плоского поля с коррекцией аберраций McPherson модели 251MX использует решетки со сферической подложкой с асферической записью волнового фронта для спектрометра высокого разрешения с коррекцией аберраций, работающего в области мягкого рентгеновского излучения. Идеально подходит для мягкого рентгеновского излучения, экстремального УФ (EUV) и вакуумного ультрафиолетового анализа. Большое фокусное расстояние и прямые спектральные линии обеспечивают превосходное спектральное разрешение. Высококачественные решетки легко доступны и соответствуют интересующему вас энергетическому диапазону. Модель 251MX идеально подходит для прямого обнаружения ПЗС-детекторов, чувствительных к ультрафиолетовому излучению, для быстрых и простых высокоэнергетических спектров. Микроканальные пластинчатые усилители (MCP) доступны для систем, которые требуют стробирования или когда необходимо отклонить основную длину волны в экспериментах с HHG.
Техническое описание модели 251MX в формате PDF | Выбор решетки модели 251MX
Технические характеристики и дополнительная информация:
- Технические характеристики
- Чертеж
- Образец спектра
-
- Быстрый контакт
- Закрыть все вкладки
| Оптическая конструкция | Спектрограф McPherson Model 251MX |
| Focal Plane Length | ~25mm |
| Angle of Incidence | 87 degrees ( |
| Detector Position | micrometer slide and rotatable |
| Grating Mount | 2-position, adjustable in vacuum |
| Дефлектор нулевого порядка | стандартная, регулируемая в вакууме |
| Входная щель | бесступенчатая регулировка от 10 мкм до 3 мм, регулируемая в вакууме |
| Диапазон длины волны | Диапазон длин волн см. в интересующей решетке |
Выбор решетки модели 251MX (можно установить до 2 решеток)
907029 9 Канавки 3 мм/130 9018Габаритный чертеж
Режимы работы
UHV Регулируемая входная щель CCDUHV Турель с двойной решеткой UHV Регулируемое крепление MCP/CCD Тороидальная (или другая) коллекционная оптика
Компактные и универсальные, большинство из них используются в исследованиях плазмы токамаков, некоторые теперь используются для генерации высоких гармоник и физики аттосекундных лазеров. Существуют версии с турелями с двумя и тремя решетками, дифракционными решетками, расположенными вплотную друг к другу для одновременного мониторинга в двух диапазонах, механизмами качания для сканирования больших участков плазмы и многим другим. В качестве лабораторного прибора общего назначения, большей гибкости или калибровки астрофизического прибора (например) рассмотрите модель 248/310G системы скользящего падения с круговой конструкцией Роуленда. Он обеспечивает наибольшую гибкость в отношении диапазона длин волн. Доступно множество вариантов решеток, обеспечивающих превосходное спектральное разрешение.
Позвоните сегодня, чтобы обсудить детали вашего заявления.
Некоторые примеры/испытательные спектры
Дважды ионизированный гелийГелий и ионизированный водородом аргон I и IINeon с гелиемОксид магнияАлюминий-К Этот спектр был получен с помощью модели 251MX и ПЗС-матрицы Princeton Instruments PIXIS.
Грубая решетка 300 г/мм, использованная для данных He и H. 2400 г/мм для данных MgO и Al-K. Решетка плоского поля с исправлением аберраций 1200 г/мм для остальных. Источником света является полый катод без окон и источник мягкого рентгеновского излучения (МР) электронного удара.
Позвоните по телефону 1-978-256-4512, чтобы обсудить заявку на XUV и EUV уже сегодня!
Избранные публикации
Система спектрометра экстремального ультрафиолетового излучения с высоким разрешением, оптимизированная для спектроскопии гармоник и анализа пучка XUV
Abstract: Мы представляем модульную систему спектрометров экстремального ультрафиолета (XUV), оптимизированную для широкого спектрального диапазона 12-41 нм (30-99 эВ) с высоким спектральным разрешением λ/Δλ ≳ 784 ± 89. Спектрометрическая система имеет несколько режимов работы для (1) контроля пучка XUV, (2) углового спектрального анализа и (3) спектроскопии изображений. Эти опции обеспечивают универсальное использование в спектроскопии высоких гармоник и анализе пучка XUV.
Wuensche M, Fuchs S, Weber T, Nathanael J, Abel JJ, Reinhard J, Wiesner F, Huebner U, Skruszewicz SJ, Paulus GG, Roedel C
Спектрометр для измерения энергии фотонов в режиме многосгустков лазера на свободных электронах в Гамбурге
Abstract: Установка и первые результаты ввода в эксплуатацию быстрого онлайн-спектрометра энергии фотонов для вакуумного ультрафиолетового излучения свободных электронов представлены лазеры в Гамбурге (FLASH) на выставке DESY. Благодаря использованию последних достижений в области разработки детекторов представленный спектрометр достигает частот считывания до 1 МГц. В этой статье мы демонстрируем возможность записи энергетических спектров фотонов в режиме онлайн на основе от выстрела к снимку в многогрупповом режиме FLASH. Наблюдались четко разрешенные сдвиги средней длины волны в последовательности импульсов, а также флуктуации длины волны от импульса к импульсу, возникающие из-за статистической природы процесса самоусиливающегося спонтанного излучения, генерирующего фотоны.
В дополнение к онлайн-инструменту для калибровки луча и диагностики фотонов, спектрометр позволяет определять и выбирать спектральные данные, полученные в ходе прозрачного эксперимента, по энергии фотонов каждого снимка. Это приводит к более высокому спектральному разрешению без потери эффективности или потока фотонов за счет использования одногруппового режима или монохроматоров.
С. Палутке, Н. К. Геркен, К. Мертенс, С. Клумпп, А. Моццаника, Б. Шмитт, К. Вундерер, Х. Граафсма, К.-Х. Мейвес-Броер, В. Вурт и М. Мартинс
Управление HHG с помощью синтезатора параметрических сигналов уровня подцикла mJ
Abstract: Мы представляем HHG, управляемый синтезатором параметрических сигналов уровня подцикла mJ. Показано изменение формы спектра ГВГ и выхода в зависимости от относительной фазы между каналами синтезатора.
Юдонг Ян, Джулио Мария Росси, Роланд Э. Майнц, Фабиан Шейба, Джованни Чирми и Франц X. Картнер
Управление излучением гармоник высокого порядка с помощью последовательности аттосекундных импульсов
Abstract: Мы показываем, что последовательности аттосекундных импульсов являются естественным инструментом для управления сильными полевыми процессами, такими как генерация гармоник высокого порядка.
Когерентно комбинируя последовательность аттосекундных импульсов с возбуждающим ИК-полем, мы предсказываем и экспериментально подтверждаем усиление и сужение спектра гармонического выхода при энергиях фотонов около 90 эВ. Использование последовательности аттосекундных импульсов для затравки процесса генерации гармоник заменяет туннельную ионизацию этапом однофотонной ионизации, что позволяет манипулировать частотно-временными свойствами генерации гармоник высокого порядка уже на уровне одного атома.
Дж. Бигерт; А. Генрих; К. П. Хаури; В. Корнелис; П. Шлуп; член парламента Анскомб; М. Б. Гаарде; К. Дж. Шафер; У. Келлер
Спектральные исследования фотоионизированной плазмы, индуцированной в атомарных и молекулярных газах, с использованием наносекундных импульсов экстремального ультрафиолета (ЭУФ)
Abstract: В работе представлены результаты спектральных исследований низкотемпературной фотоионизированной плазмы, создаваемой облучением газов интенсивными импульсами крайнего ультрафиолетового (ЭУФ) излучения от источника лазерной плазмы (ЛПП).
В основе источника LPP лежала двухпоточная газовая мишень KrXe/He, облучаемая импульсами Nd:YAG-лазера с длительностью импульса 4 нс/0,8 Дж/10 Гц. Наиболее интенсивное излучение источника охватывало относительно узкую область спектра λ ≈ 10–12 нм; однако спектрально интегрированная интенсивность на более длинных волнах также была значительной. Луч ЭУФ фокусировался на газовом потоке, инжектируемом в вакуумную камеру синхронно с импульсами ЭУФ. Облучение газов приводило к образованию фотоионизированной плазмы, излучающей излучение в ЭУФ-диапазоне. В спектрах излучения, измеренных для плазмы, созданной в различных газах, преобладают линии излучения, происходящие от однозарядных ионов. Наблюдались значительные различия в спектральных интенсивностях и распределениях между плазмой, созданной в неоне и молекулярных газах.
А. Бартник, Х. Федорович и П. Вачулак
Источник мягкого рентгеновского излучения «окно воды» с OPCPA среднего ИК-диапазона мощностью 25 Вт с несколькими циклами на частоте 100 кГц.
До сих пор такие источники были ограничены частотой повторения 1 кГц или меньше, что ограничивает скорость счета и отношение сигнал/шум для различных экспериментов. Генерация SXR с высокой частотой повторения остается сложной задачей из-за отсутствия мощных лазерных источников среднего инфракрасного диапазона (mid-IR) для управления процессом генерации высоких гармоник (HHG). Здесь мы представляем оптический параметрический чирпированный импульсный усилитель среднего ИК-диапазона (OPCPA) с центром на длине волны 2,2 мкм и генерирующий импульсы длительностью 16,5 фс (2,2 периода колебаний несущей волны) со средней мощностью 25 Вт и пиковой мощность более 14 ГВт при частоте следования импульсов 100 кГц. Это соответствует самой высокой заявленной пиковой мощности для высокочастотных лазерных систем среднего ИК-диапазона. Выход этой системы OPCPA 2,2 мкм был использован для генерации континуума SXR, выходящего за пределы 0,6 кэВ, через HHG в газовой ячейке высокого давления. Юстинас Пупейкис, Пьер-Алексис Шеврёй, Николя Биглер, Лукас Галлманн, Кристофер Р.
Филлипс, Урсула КеллерВлияние давления газа и ширины щели на генерацию высших гармоник в заполненном гелием пластинчатом волноводе
Аннотация: Измерена зависимость интенсивности высших гармоник от давления газа в пластинчатом волноводе. Синхронизм 61-й высшей гармоники получен по квадратичной зависимости прироста эффективности с давлением. Для гармоник более высокого порядка, таких как H91, наблюдались периодические колебания интенсивности гармоники с давлением газа. Мы также исследовали влияние ширины щели пластинчатого волновода на генерацию высших гармоник. Для объяснения этого эффекта можно использовать влияние ширины щели на поперечную моду лазера и условия фазовой расстройки.
Пэн Гу, Ши Бин, Лю Хай, Ин Сун
Универсальный аттосекундный луч в конфигурации с двумя фокусами для одновременных измерений с временным разрешением
Abstract: Мы представляем нашу аттолинию, которая является универсальным аттосекундным пучком, в Группе физики сверхбыстрых лазеров в Швейцарской высшей технической школе Цюриха для аттосекундной спектроскопии в различных мишенях.
Генерация высоких гармоник (HHG) в благородных газах с инфракрасным (ИК) возбуждающим полем используется для генерации импульсов в спектральном режиме экстремального ультрафиолета (XUV) для измерений взаимной корреляции XUV-IR. ИК-импульс, управляющий HHG, и импульс, участвующий в измерениях, используются в неколлинеарной схеме, что обеспечивает независимый доступ к различным лучам. Одиночные аттосекундные импульсы генерируются с помощью метода поляризационного стробирования и характеризуются временными аттосекундными полосами. Этот аттолайн содержит две целевые камеры, которыми можно управлять одновременно. Тороидальное зеркало ретранслирует фокус из первой камеры во вторую. В первой области взаимодействия специальная двойная мишень позволяет легко переключаться между измерениями фотоэлектронов/фотоионов с помощью времяпролетного спектрометра и экспериментами по нестационарному поглощению. Любая конечная станция может занимать вторую камеру взаимодействия. Камера для анализа поверхности, содержащая полусферический электронный анализатор, использовалась для демонстрации успешной работы.
Для этого были зарегистрированы одновременные измерения RABBITT в двух струях аргона.
R. Locher, M. Lucchini, J. Herrmann, M. Sabbar, M. Weger, A. Ludwig, L. Castiglioni, M. Greif, M. Hengsberger, L. Gallmann and U. Keller
Квазифазовое согласование высших гармоник в модулированном пластинчатом волноводе
Abstract: Фемтосекундный титан-сапфировый лазер фокусируется в модулированный пластинчатый волновод, заполненный гелием, для генерации высших гармоник. Модулированный пластинчатый волновод используется для периодического изменения интенсивности лазерного импульса вдоль направления распространения с целью реализации квазисинхронизма высших гармоник. Экспериментальные результаты показывают, что по сравнению со спектрами, излучаемыми из немодулированного пластинчатого волновода, наблюдается явное увеличение выхода высоких гармоник на длинах волн, близких к области отсечки. Этот вывод согласуется с теорией и расчетами, представленными в предыдущих исследованиях.
Таким образом, наш эксперимент показывает, что, как и в случае модулированного волновода с полой сердцевиной, пластинчатый волновод также может достигать гармоник высокого порядка с квазифазовым согласованием.
Пэн Гу, Ши-Бин Лю и Хай-Ин Сун
Генерация высших гармоник в заполненном гелием пластинчатом волноводе
Реферат: Генерация высших гармоник в газонаполненном пластинчатом волноводе новой конструкции. Фемтосекундный Ti:сапфировый лазер фокусируется с интенсивностью примерно 9 · 1014 Вт/см2 в газовую кювету длиной 20 мм и заполненный газом пластинчатый волновод длиной 20 мм. Очевидное расширение высоких порядков гармоник обнаруживается в управляемой конфигурации, когда экспериментальный результат генерации высоких гармоник в атомах гелия в длинной газовой ячейке сравнивается с результатом в заполненном гелием пластинчатом волноводе. Простые расчеты и результаты экспериментов, проведенных с газовой кюветой и заполненным газом пластинчатым волноводом в различных экспериментальных условиях, показывают, что за нижнее положение отсечки в длинной газовой кювете должна быть ответственна ионизационная лазерная дефокусировка.
Наши экспериментальные результаты показывают, что, как и газонаполненный капилляр, газонаполненный пластинчатый волновод сдерживает эффект лазерной дефокусировки.
Пэн Гу, Ши-Бин Лю и Хай-Ин Сун
Характеристика излучения плазмы в диапазоне 1-6 нм от облученных лазером криогенных ксеноновых мишеней (от 1 до 6 нм). Система основана на вращающемся барабане, охлаждаемом LN2, что обеспечивает высокую частоту повторения, и лазерных системах Nd:YAG с энергией до 325 мДж на цели с длительностью импульса 130 пс, 600 пс или 6,5 нс. Спектры высокого разрешения измеряются с помощью спектрометра скользящего падения, и мы представляем первые измерения эффективности количественного преобразования (КЭ) для Xe в этом диапазоне. Данные показывают значения КЭ до ∼1% при 6 нм и ∼0,08% при 1,5 нм (для полосы пропускания 2% и телесного угла 2π), и существуют более низкие пределы требуемой интенсивности и энергии лазера на мишени для достижения этой эффективности. Кроме того, размер эмиссионного пятна непосредственно измеряется при длине волны 2 нм (620 эВ) с использованием метода точечно-проекционной щелевой визуализации с оптимизированным размером эмиссионного пятна ~20 мкм.
С. К. Ботт-Сузуки, А. Быканов, О. Ходыкин, М. Тиллак, С. Кордаро и К. Макгаффи
Управление HHG с помощью синтезатора параметрических сигналов уровня подцикла mJ
Abstract: Мы представляем HHG, управляемый синтезатором параметрических сигналов уровня подцикла mJ. Показано изменение формы спектра ГВГ и выхода в зависимости от относительной фазы между каналами синтезатора.
Юдонг Ян, Джулио Мария Росси, Роланд Э. Майнц, Фабиан Шейба, Джованни Чирми и Франц Х. Картнер
Источник мягкого рентгеновского излучения «окно воды» с OPCPA среднего ИК-диапазона мощностью 25 Вт с несколькими циклами на частоте 100 кГц. До сих пор такие источники были ограничены частотой повторения 1 кГц или меньше, что ограничивает скорость счета и отношение сигнал/шум для различных экспериментов. Генерация SXR с высокой частотой повторения остается сложной задачей из-за отсутствия мощных лазерных источников среднего инфракрасного диапазона (mid-IR) для управления процессом генерации высоких гармоник (HHG).
