Подписка на новые статьи


Нажимая кнопку «Подписаться», вы принимаете условия «Соглашения на обработку персональных данных».

Создание нового 15 ТВт лазера для ELI-ALPS – инновационный подход к лазерным системам ТВт уровня откроет новые горизонты

14.01.2021

система silos

25 ноября предприятие ELI-ALPS (источник аттосекундных световых импульсов с экстремальной инфраструктурой света) и консорциум между EKSPLA и Light Conversion, после продолжающегося сотрудничества между тремя сторонами, подписали контракт на исследование и разработку для создания новой лазерной системы под названием SYLOS3 для ELI-ALPS.

По оценкам новая система обеспечит уникальные параметры, никогда ранее не достигнутые в коммерчески доступных системах. Пиковая мощность более 15 ТВт при частоте следования импульсов в 1 кГц и длительности импульса менее 8 фс. По сравнению с системой SYLOS2A (4.5 ТВт, 6.3 фс, 1 кГц), уже установленной в ELI-ALPS, новая система будет обеспечивать более чем в 3 раза большую пиковую и среднюю мощность.

«Планируется, что лазерная система ELI-ALPS SYLOS3 будет генерировать когерентное рентгеновское излучение за счет генерации газовых и поверхностных гармоник более высокого порядка, а также ускорения электронов для обслуживания различных экспериментов», – говорит Adam Börzsönyi, руководитель отдела лазерных источников в ELI-ALPS. «Одним из многих применений является генерация изолированных аттосекундных импульсов для аттосекундной метрологии. Каналы излучения, работающие с лазером SYLOS, разработаны для пользователя и требуют высокой стабильности с длительным временем безотказной работы. Эти задачи будут приоритетными при проектировании и разработке системы SYLOS3».

Благодаря исключительно большой энергии глубокого УФ/рентгеновского излучения, эта система открывает путь к нелинейным УФ и рентгеновским исследованиям, а также к 4D-визуализации и промышленным, биологическим и медицинским приложениям.

Основная цель проекта ELI-ALPS – это создание уникального европейского исследовательского центра, обеспечивающего международное исследовательское сообщество уникальными лазерными импульсами и вторичными источниками. Установка в Сегеде, Венгрия будет выделяться среди институтов, производящих самые интенсивные лазерные импульсные источники в мире с частотой следования импульсов 1 кГц.

«В отличие от других доступных на рынке систем ТВт уровня, которые работают в режиме одиночного импульса или в низкочастотном режиме, SYLOS3 будет работать с частотой следования 1 кГц», – говорит Kestutis Jasiūnas, генеральный директор EKSPLA. «Этот инновационный подход позволит исследователям собрать гораздо больше данных и выведет эксперименты на новый уровень. Вооружившись такими инструментами, исследователи также смогут перейти от фундаментальных научных экспериментов к области прикладных научных экспериментов и разрабатывать многообещающие технологии будущего, такие как лазерный ускоритель частиц».

Лазерная система SYLOS3 будет основана на технологии OPCPA (Оптическое параметрическое усиление чирпированных импульсов). OPCPA, разработанный в Вильнюсском университете, сегодня является ведущим методом генерации лазерного излучения высокой интенсивности, поскольку он отличается, по сравнению с традиционной фемтосекундной технологией (на основе титан-сапфирового лазера), лучшей эффективностью накачки, контрастом, полосой пропускания и, как следствие, степенью контроля генерируемого излучения.

«Несмотря на свою сложность, система обеспечит исключительную стабильность», – добавляет Martynas Barkauskas, генеральный директор Light Conversion, – «SYLOS3 будет выдавать импульсы ~ 120 мДж при стабильности CEP ≤ 250 мрад и стабильности энергии ≤ 1%».

Увеличение пиковой мощности в три раза по сравнению с ранее созданной системой означает увеличение сложности более чем в три раза. Инженеры столкнутся с множеством проблем: рассеивание тепла, потребление воды/электроэнергии, система личной безопасности, ограничения по пространству и весу, а также комбинации нескольких каналов – это лишь некоторые из них.

Даже если в основе системы будет надежная апробированная в отрасли технология, для обеспечения надежности она будет спроектирована и построена с нуля. Все производство будет осуществляться в Вильнюсе, Литва. Поставка и установка запланированы на конец 2022 года.

система silos система silos