Le système laser pétawatt avancé L3-HAPLS a été installé la semaine dernière au centre de recherche ELI Beamlines à Dolní Břežany, République Tchèque. L3-HAPLS – la puissance moyenne la plus avancée et la plus élevée au monde, système laser pétawatt pompé par diode - a été conçu, développé et construit en seulement trois ans par la direction NIF et Photon Science (NIF&PS) du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) et livré à ELI Beamlines en juin 2017.

Depuis fin septembre, une équipe intégrée de personnel scientifique et technique de LLNL et ELI Beamlines a travaillé intensivement sur l'installation du matériel laser. Tous les systèmes de support laser, comme le vide et le refroidissement, étaient reliés au bâtiment, signalant qu'il est prêt à rallumer le laser dans sa nouvelle maison.

L3-HAPLS se compose d'une ligne principale de pétawatt, alimenté par des lasers "pompe" pompés par diode. Le système a été construit, assemblé et passé à un jalon de performance intermédiaire qui a démontré sa capacité et a marqué le jalon pour l'expédition et l'intégration avec l'installation. Le personnel d'ELI a reçu une formation approfondie sur l'assemblage et le fonctionnement du laser pendant son séjour à Livermore afin d'assurer le succès du transfert de la technologie HAPLS vers l'installation des utilisateurs d'ELI.

Début 2018, le laser de pompe à haute énergie du système L3-HAPLS sera progressivement ramené aux performances précédentes, suivi de la montée en puissance de la ligne de lumière pétawatt d'abord en énergie, puis en puissance moyenne.

« Au cours de plus de quatre décennies, LLNL s'est bâti une réputation internationale pour le développement de certains des lasers les plus puissants et complexes au monde, " Le directeur de LLNL, Bill Goldstein, a déclaré. " La livraison et l'installation réussies de L3-HAPLS représentent une nouvelle génération de systèmes d'alimentation laser à haute puissance de crête. Cette collaboration, et d'autres aiment ça, offrir à LLNL l'opportunité de poursuivre sa tradition de redéfinir les frontières de la science et de la technologie. »

Les décennies de recherche et de développement laser de pointe de LLNL ont conduit aux avancées clés qui distinguent le L3-HAPLS des autres lasers pétawatt :la capacité d'atteindre des niveaux de puissance pétawatt tout en maintenant une fréquence d'impulsion sans précédent; développement des matrices de diodes à puissance de crête la plus élevée au monde, entraîné par un système d'alimentation pulsé développé par Livermore; un laser de pompage générant jusqu'à 200 joules à une fréquence de répétition de 10 Hz; un amplificateur en saphir dopé au titane à impulsions courtes et refroidi au gaz ; un système de contrôle sophistiqué avec un haut niveau d'automatisation, y compris une capacité d'alignement automatique, démarrage laser rapide, suivi des performances et sécurité des machines ; une extrémité avant à impulsions courtes à contraste élevé et à double amplification d'impulsions; et une source de pompage laser gigashot pour pomper les préamplificateurs à impulsions courtes.

Malgré sa complexité, L3-HAPLS a été conçu pour une installation utilisateur. L'accent est mis sur l'application ou l'expérimentation, et le laser doit fonctionner de manière fiable, de manière robuste et avec une intervention minimale de l'utilisateur à des performances record. Cette capacité a déjà été démontrée lors des essais au LLNL.

"L3-HAPLS est un saut quantique dans la technologie. Non seulement il a permis au LLNL de tester et de faire progresser de nouveaux concepts laser importants pour notre mission en tant que laboratoire national, c'est également le premier laser à haute puissance de crête qui peut fournir des impulsions de pétawatt à une puissance moyenne - plus de 1 mégajoule/heure - entrant dans l'espace des applications industrielles, " a déclaré Constantin Haefner, Directeur du programme LLNL pour Advanced Photon Technologies (APT) dans NIF&PS. « Des innovations portées par L3-HAPLS, comme les pompes à diode laser à semi-conducteur ou la technologie Green DPSSL de milieu de gamme, ont déjà atteint le marché - un rappel important que l'investissement dans la technologie laser stimule l'avancement dans des domaines bien au-delà de la science."

Lorsque la mise en service chez ELI Beamlines sera terminée l'année prochaine, L3-HAPLS aura un large éventail d'utilisations, soutenir à la fois la recherche fondamentale et appliquée. En focalisant des impulsions de puissance crête pétawatt à haute intensité sur une cible, L3-HAPLS va générer des sources secondaires telles que des rayonnements électromagnétiques ou accélérer des particules chargées, permettant un accès inégalé à une variété de domaines de recherche, y compris la radiographie par protons et rayons X résolue en temps, l'astrophysique de laboratoire et d'autres sciences fondamentales et applications médicales pour le traitement du cancer, en plus des applications industrielles telles que l'évaluation non destructive des matériaux et la fusion laser.