LLNL-udviklet Petawatt-laser installeret på ELI Beamlines

L3-HAPLS avanceret petawatt-lasersystem blev installeret i sidste uge på ELI Beamlines Research Center i Dolní Břežany, Tjekkiet. L3-HAPLS-verdens mest avancerede og højeste gennemsnitlige effekt, diodepumpet petawatt lasersystem-blev designet, udviklet og konstrueret på kun tre år af Lawrence Livermore National Laboratory's (LLNL) NIF og Photon Science (NIF &PS) direktorat og leveret til ELI Beamlines i juni 2017.

Siden slutningen af ​​september har et integreret team af videnskabeligt og teknisk personale fra LLNL og ELI Beamlines har arbejdet intensivt med installationen af ​​laserhardwaren. Alle laser support systemer, såsom vakuum og køling, var forbundet med bygningen, signalere parathed til at tænde laseren igen i sit nye hjem.

L3-HAPLS består af en hoved petawatt beamline, strømforsynet af diodepumpede "pumpe" lasere. Systemet blev konstrueret, samlet og ramt til en mellemliggende præstationsmilepæl, der demonstrerede dets evne og markerede milepælen for forsendelse og integration med anlægget. Personale fra ELI blev grundigt uddannet i lasermontering og drift, mens de var på Livermore for at sikre succes med at overføre HAPLS -teknologien til ELI -brugerfaciliteten.

I begyndelsen af ​​2018, L3-HAPLS-systemets højenergipumpelaser vil gradvist blive bragt op til tidligere ydeevne, efterfulgt af rampning af petawatt -strålelinjen først i energi og derefter i gennemsnitlig effekt.

"I løbet af mere end fire årtier, LLNL har opbygget et internationalt ry for at udvikle nogle af verdens mere kraftfulde og komplekse lasere, "LLNL-direktør Bill Goldstein sagde." Den vellykkede levering og installation af L3-HAPLS repræsenterer en ny generation af høj energi, laserstrømsystemer med høj effekt. Dette samarbejde, og andre kan lide det, give LLNL mulighed for at fortsætte sin tradition med at omdefinere grænserne for videnskab og teknologi. "

LLNLs årtier med banebrydende laserforskning og -udvikling førte til de vigtigste fremskridt, der adskiller L3-HAPLS fra andre petawatt-lasere:evnen til at nå petawatt-effektniveauer og samtidig opretholde en hidtil uset puls; udvikling af verdens højeste topdiode -arrays, drevet af et Livermore-udviklet pulseret kraftsystem; en pumpelaser, der genererer op til 200 joule ved en 10 Hz gentagelseshastighed; en gasafkølet kortpuls titanium-dopet safirforstærker; et sofistikeret kontrolsystem med et højt automatiseringsniveau, herunder automatisk justering, hurtig laserstart, præstationssporing og maskinsikkerhed; en dobbelt chirped-puls-forstærkning højkontrast kortpuls frontend; og en gigashot laserpumpekilde til pumpning af kortpulsforforstærkere.

På trods af dens kompleksitet, L3-HAPLS er designet til en brugerfacilitet. Fokus er på applikationen eller eksperimentet, og laseren skal køre pålideligt, robust og med minimal brugerintervention ved rekordydelse. Denne evne er allerede blevet demonstreret under testkørslerne på LLNL.

"L3-HAPLS er et kvantespring inden for teknologi. LLNL gjorde det ikke kun muligt for at teste og fremme nye laserkoncepter, der er vigtige for vores mission som et nationalt laboratorium, det er også den første laser med høj spidseffekt, der kan levere petawattimpulser ved gennemsnitlig effekt - mere end 1 megajoule/time - ind i det industrielle applikationsrum, "sagde Constantin Haefner, LLNL's programdirektør for Advanced Photon Technologies (APT) i NIF &PS. "Innovationer drevet af L3-HAPLS, såsom halvlederlaserdiodepumper eller mellemstor grøn DPSSL-teknologi, allerede har nået markedet - en vigtig påmindelse om, at investeringer i laserteknologi fremmer fremskridt på områder langt ud over videnskaben. "

Når idriftsættelsen hos ELI Beamlines er afsluttet næste år, L3-HAPLS vil have en bred vifte af anvendelser, støtte både grundlæggende og anvendt forskning. Ved at fokusere petawatt peak power pulser ved høj intensitet på et mål, L3-HAPLS genererer sekundære kilder såsom elektromagnetisk stråling eller accelererer ladede partikler, muliggøre uovertruffen adgang til en række forskningsområder, herunder tidsopløst proton og røntgenradiografi, laboratorie -astrofysik og anden grundlæggende videnskab og medicinske anvendelser til kræftbehandling, ud over industrielle applikationer såsom ikke -destruktiv vurdering af materialer og laserfusion.