勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的HAPLS 團隊

“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，能夠為科學(xué)家順利開展尖端實驗提供有力條件。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——也就是每個脈沖產(chǎn)生約0．5兆瓦的能量。

LLNL主任Bill Goldstein在包含國家點火裝置（NIF）等的美國設(shè)備巨頭的一份報告中表示：“二十年前，LLNL領(lǐng)銜研制了世界上第一個拍瓦級激光器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代，能夠獲得前所未有的性能要求。”

HAPLS團隊曾在SPIE美國西部光電展上宣布與奧地利Femtolasers公司合作研制HAPLS系統(tǒng)，開發(fā)重頻率高達10Hz的拍瓦脈沖激光器，僅三年之后，該團隊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，如今成為MKS儀器的子屬公司。

HAPLS系統(tǒng)裝運至布拉格的計劃自2016年開始實施，途中捷克基地遇到了地板振動的問題，因此進度做了稍后推遲。在近期舉行的美國西部光電展上相關(guān)人員回應(yīng)，L3光束系統(tǒng)預(yù)計將于2018年初實現(xiàn)首次實驗的啟動和運行。

此外LLNL補充表示：“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錄的產(chǎn)品的整個過程。HAPLS采用美國能源部的融合型激光器研究與開發(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

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

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光束項目負責人Roman Hvezda補充表示，HAPLS系統(tǒng)的研發(fā)已做到“一切從簡”。“根據(jù)設(shè)計要求，其他任何人都無法在這么短的時間內(nèi)利用有限預(yù)算實現(xiàn)系統(tǒng)的交付。與設(shè)施完善的利弗莫爾實驗室的合作使我們獲益良多，同時這也為雙方未來的繼續(xù)合作奠定了基礎(chǔ)。”

在激光系統(tǒng)的開發(fā)全過程中，LLNL和ELI光束項目的科學(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，從最一開始委托方就完全投入到激光系統(tǒng)的調(diào)試和運行中。這為實習培訓(xùn)和專業(yè)知識的入門提供了條件，有效確保了激光器集成過程的操作性成功。”

HAPLS系統(tǒng)目前正被轉(zhuǎn)移至ELI光束項目基地，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1拍瓦峰值功率的激光脈沖。