Лазерный комплекс PEARL
Фемтосекундный лазерный комплекс PEARL создан в ИПФ РАН (А. К. Потемкин, В. В. Ложкарев, А. А. Шайкин, Е. В. Катин, И. В. Яковлев, В. Н. Гинзбург) под руководством Е. А. Хазанова в 2006 году. В его основе лежит принцип параметрического усиления лазерных импульсов, используется и традиционный для генерации сверхсильных полей принцип усиления предварительно растянутых чирпованных импульсов. На выходе установки импульс сжимается (компрессируется) до исходной длительности.
В ИПФ РАН была впервые сформулирована, развита и экспериментально проверена концепция OPCPA в условиях сверхширокополосного синхронизма в кристаллах DKDP (дейтерированный дигидрофосфат калия), показавшая, что в качестве основного элементарного квантового процесса в схеме усиления должен использоваться распад кванта волны накачки на длине 527 нм на квант сигнальной (910 нм) и холостой (1250 нм) волны. Эта схема признана сегодня во всем мире в качестве наиболее многообещающей для освоения новых рубежей мощности и интенсивности лазерного излучения.
Архитектура комплекса PEARL базируется на оригинальной схеме ОРСРА, позволившей всего в трех кристаллах получить суммарный энергетический коэффициент усиления более 1010. В первом параметрическом усилителе (кристалле DKDP длиной 120 мм со степенью дейтерирования около 90%) осуществляется не только широкополосное усиление, но и преобразование чирпованных импульсов на длине волны 1250 нм в импульсы сигнального излучения на длине волны 910 нм. Во втором кристалле с аналогичными характеристиками осуществляется параметрическое усиление в режиме насыщения до энергии 100 мДж, что соответствует тераваттному уровню мощности. В третьем кристалле DKDP длиной 80 мм, чистой апертурой 110 мм достигается энергия чирпованного импульса 38 Дж при максимальном КПД параметрического усилителя 23%. Накачка этого усилителя осуществляется специально разработанным компактным лазером на стержнях из неодимового стекла с длительностью импульса 1,2 нс и энергией во второй гармонике до 180 Дж. Для сжатия импульса использовался вакуумный компрессор на основе двух дифракционных решеток с общим коэффициентом пропускания 65%. Максимальная энергия скомпрессированных импульсов составила 24 Дж при длительности 43 фс и пространственном качестве излучения, близком к дифракционному пределу, что соответствует пиковой мощности 0,56 ПВт и возможности фокусировки излучения до интенсивности 1022 Вт/см2.
