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勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的HAPLS 團(tuán)隊(duì)

“主力光束”

ELI相關(guān)人員形容HAPLS系統(tǒng)的特征之一是“L3”光束。該光束為新設(shè)備的“主力”光束，具有高能量和高重頻的超短光脈沖的特點(diǎn)，能夠?yàn)榭茖W(xué)家順利開(kāi)展尖端實(shí)驗(yàn)提供有力條件。LLNL表示3．3Hz頻率的HAPLS系統(tǒng)每28飛秒的激光脈沖能夠傳輸16焦耳——也就是每個(gè)脈沖產(chǎn)生約0．5兆瓦的能量。

LLNL主任Bill Goldstein在包含國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）等的美國(guó)設(shè)備巨頭的一份報(bào)告中表示：“二十年前，LLNL領(lǐng)銜研制了世界上第一個(gè)拍瓦級(jí)激光器NOVA固體激光器，這是峰值功率方面的一次巨大突破。如今，HAPLS引領(lǐng)了拍瓦激光器的新時(shí)代，能夠獲得前所未有的性能要求。”

HAPLS團(tuán)隊(duì)曾在SPIE美國(guó)西部光電展上宣布與奧地利Femtolasers公司合作研制HAPLS系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)重頻率高達(dá)10Hz的拍瓦脈沖激光器，僅三年之后，該團(tuán)隊(duì)就獲得了最新的技術(shù)成就。Femtolasers公司隨后由激光品牌光譜物理（Spectra－Physics）收購(gòu)，如今成為MKS儀器的子屬公司。

HAPLS系統(tǒng)裝運(yùn)至布拉格的計(jì)劃自2016年開(kāi)始實(shí)施，途中捷克基地遇到了地板振動(dòng)的問(wèn)題，因此進(jìn)度做了稍后推遲。在近期舉行的美國(guó)西部光電展上相關(guān)人員回應(yīng)，L3光束系統(tǒng)預(yù)計(jì)將于2018年初實(shí)現(xiàn)首次實(shí)驗(yàn)的啟動(dòng)和運(yùn)行。

此外LLNL補(bǔ)充表示：“在短短三年內(nèi)，HAPLS就走完了從概念到完全集成甚至成為突破紀(jì)錄的產(chǎn)品的整個(gè)過(guò)程。HAPLS采用美國(guó)能源部的融合型激光器研究與開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)，代表了新一代具有應(yīng)用程序支持特性的二極管泵浦、高能量、高峰值功率的激光系統(tǒng)。”

重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)

LLNL先進(jìn)光子技術(shù)的項(xiàng)目主任Constantin Haefner在本次2017美國(guó)西部光電展會(huì)議上介紹了HAPLS進(jìn)展的具體細(xì)節(jié)：“ HAPLS系統(tǒng)的高重頻率特性是該領(lǐng)域的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，HAPLS系統(tǒng)是第一個(gè)真正提供應(yīng)用程序設(shè)定重頻率的拍瓦級(jí)激光器。”

決定其性能的關(guān)鍵器件是一組大功率激光二極管陣列，由二極管生產(chǎn)廠商Lasertel公司提供。

ELI光束項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Roman Hvezda補(bǔ)充表示，HAPLS系統(tǒng)的研發(fā)已做到“一切從簡(jiǎn)”。“根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其他任何人都無(wú)法在這么短的時(shí)間內(nèi)利用有限預(yù)算實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的交付。與設(shè)施完善的利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室的合作使我們獲益良多，同時(shí)這也為雙方未來(lái)的繼續(xù)合作奠定了基礎(chǔ)。”

在激光系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)全過(guò)程中，LLNL和ELI光束項(xiàng)目的科學(xué)家和工程師們始終保持密切配合。Haefner表示：“努力獲得的真正成功之一就是，從最一開(kāi)始委托方就完全投入到激光系統(tǒng)的調(diào)試和運(yùn)行中。這為實(shí)習(xí)培訓(xùn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的入門(mén)提供了條件，有效確保了激光器集成過(guò)程的操作性成功。”

HAPLS系統(tǒng)目前正被轉(zhuǎn)移至ELI光束項(xiàng)目基地，此后將被集成到激光傳輸和控制系統(tǒng)，在10Hz重頻情況下產(chǎn)生超過(guò)1拍瓦峰值功率的激光脈沖。