Генерация экстремальных лазерных полей

Принципиальным отличием развиваемого в ИПФ РАН подхода к созданию фемтосекундных лазерных комплексов петаваттного и мультипетаваттного уровня мощности является использование параметрического усиления света вместо обычного лазерного (Optical Parametrical Chirped Pulse Amplification – OPCPA). Параметрическое усиление осуществляется в нелинейно-оптических кристаллах, в которых происходит преобразование энергии волны накачки в усиливаемую сигнальную волну в процессе распада высокочастотного кванта на два кванта с меньшей частотой. Подбором нелинейного кристалла, направлений распространения, частот накачки и сигнальной волны могут быть реализованы условия широкополосного синхронизма, позволяющие усиливать импульсы длительностью до 10 фс.

На этих принципах в ИПФ РАН создан фемтосекундный лазерный комплекс PEARL. Комплекс входит в число наиболее мощных лазерных систем в мире – пиковая мощность генерируемых им импульсов достигает 0,56 ПВт.

В настоящее время на основе полученного при создании системы PEARL опыта и на тех же принципах в ИПФ РАН строится лазерный комплекс PEARL-10 с мощностью более 5 ПВт. Разработана концепция экзаваттного лазерного комплекса – проект XCELS, включенный в число шести российских проектов класса мегасайенс для реализации на территории страны в предстоящее десятилетие. Появление таких источников открывает совершенно новые горизонты для фундаментальных исследований и уникальных приложений.