На пути к мощности 10 ПВт. PEARL-10

Строящийся в настоящее время в ИПФ РАН лазерный комплекс PEARL-10 с проектной мощностью более 5 ПВт основан на тех же принципах (OPCPA), что и PEARL, но его схема кардинально переработана и оптимизирована. Для достижения большой мощности и энергии используются три лазера накачки с энергией импульса более 200 Дж на длине волны 527 нм. Для сохранения компактности установки разработаны и применены пространственные фильтры новой конструкции, которые в несколько раз короче фильтров, использовавшихся в установке PEARL. Сферическая аберрация пучка, возникающая в таких фильтрах, компенсируется с помощью деформируемого зеркала.

Для повышения стабильности работы лазера и увеличения частоты следования импульсов были изменены конструкции квантронов и источников питания лазеров накачки. Частота следования импульсов повышена до 1 имп./6 мин. Исследована компенсация деполяризации и искажений оптического импульса, возникающих при такой частоте. Остаточная деполяризация составила менее 2%.

Для улучшения качества сигнального излучения в схему дополнительно установлен пространственный фильтр между последним каскадом параметрического усиления и компрессором. Из-за большой апертуры элементов и широкого спектра сигнального излучения линзы телескопа изготовлены составными. Полоса пропускания телескопа составляет ±50 нм, при сохранении дифракционного качества излучения. Изменена оптическая схема компрессора импульсов. Рабочая апертура оптических элементов увеличена до 200 мм.

Все перечисленные особенности конструкции лазера позволяют рассчитывать на получение излучения мощностью несколько петаватт, что позволит реализовать в экспериментах новые эффективные методы ускорения заряженных частиц, генерации рентгеновского и гамма-излучения с уникальными характеристиками.

Строительство лазера ведется в специально оборудованном помещении площадью около 300 м². Для лазера сделан независимый фундамент, что обеспечивает необходимую стабильность работы. Выделена комната для исследования взаимодействия мощного оптического излучения с твердотельными и газовыми мишенями, она оборудована дополнительной защитой от ионизирующих излучений.