ELI阿秒装置第一束高强度、相位可控、短周期光源

发布时间: 2018-09-20 10:55:52   作者:本站编辑   来源: CLEO 2018   浏览次数:

 

极端光学工厂(ELI)由平均功率为100W的短周期激光脉冲驱动,ELI包含阿秒脉冲光源的束线和科学研究终端。峰值功率和重复频率覆盖范围:1TW-100kHzPW-10Hz。系统不但设计的稳定可靠,同时可输出特有的参数,特别是流强度和超宽带。可以预计未来将产生波段覆盖太赫兹至X射线的单周期电磁脉冲。

20175月建筑大楼竣工后,装置搭建在此后持续运行两年。前三套系统已安装完毕,最后一个束线预计在2020年完工。

极端光学工厂阿秒脉冲源(ELI-ALPS)包含五个主要的激光系统,分别工作在不同的频率、峰值功率、谱范围。

其中HR1HR2激光波长为1030nm,工作频率为100kHz。可供给两套喷气型气体高次谐波以研究气体和稠密物质相互作用。其中3um的中红外激光系统可进行低产额时间分辨谱实验,以及新概念型高次谐波产生。

1kHz重频单周期系统(SYLOS)将通过表面高次谐波或者高光子流气体高次谐波机制产生高光子能量阿秒脉冲源。单周期电磁脉冲由晶体光整流方法采用亚皮秒THz泵浦激光产生。最终HFPWHF100激光驱动超过keV的新型阿秒源,这主要基于表面高次谐波机制或汤姆逊散射,并可用激光加速离子为辐射成像研究人员服务。

高重频系统结合光纤系统,光纤激光啁啾脉冲放大技术、空心光纤非线性压缩技术,可产生CEP稳定的1030nm1000Hz的低于两个周期的光脉冲。第一套系统具有8通道FCPA2个空心光纤压缩器,并于201712月运行,输出1mJ能量,脉宽小于7fs,斯特列尔比为0.91的光脉冲。能量稳定性优于1%rms超过12小时。

输出太赫兹的激光系统:200kV峰值场强,用于泵浦-探测或谱诊断实验的单周期太赫兹脉冲,驱动激光运行频率为1000Hz,能量为5mJ1微米波长。该高能量,50Hz重复频率的太赫兹源由匈牙利Pecs大学研发,采用的是1030nm波长,0.5J能量,0.5ps脉宽。以上系统使ELI-ALPS可进行非线性光学太赫兹及加速实验。

强场激光系统:拍瓦级功率强场激光,由Amplitude公司设计搭建,输出脉宽17fs的峰值功率2PW,时间对比度为101110Hz重复频率。另一路在建系统峰值功率为40TWCEP稳定激光脉冲,重复频率为100Hz

整个系统自20176月起开始,首先安装了两套100kHz重频,CEP稳定激光系统。中红外激光可输出能量0.15mJ,脉宽短于4个光周期,波长调谐范围2.5-3.9微米。HR1激光波长1微米,能量1mJ,脉宽小于7fs。系统间彼此光学同步,抖动小于1fs。明年2月份可开展用户实验,阿秒脉宽的XUV光束将于2018年第三季度出光。

田野摘译自:K. Osvay et al. First Intense, phase controlled, fewcycle laser sources in the ELI Attosecond Facility. CLEO 2018

 

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