Список самых мощных лазерных установок

Это список лазерных систем, на которых была достигнута мощность излучения более 100 ТВт. Все подобные системы основаны на применении технологии усиления чирпованных импульсов (CPA), однако различаются по типу используемых активных сред. Наиболее популярными являются лазеры на неодимовом стекле и на титан-сапфире. Имеется также два лазера (PEARL и Луч), основанных на оптическом параметрическом усилении чирпированных импульсов (OPCPA) в нелинейных кристаллах DKDP.

Название лазерной системы	Место расположения	Страна расположения	Год создания	Максимальная мощность, ТВт	Энергия в импульсе, Дж	Длительность импульса, фс	Активная среда[1]	Технология получения излучения
Nova	Ливерморская национальная лаборатория	США	1996[2]	1500[3]	660	440	Nd:glass	CPA
PULSER	Институт науки и техники Кванджу (англ.)	Республика Корея	2010	1480[4]	44,5	30	Ti:Sapphire	CPA
	Институт физики Китайской академии наук	КНР	2011	1160[5]	32,3	27,9	Ti:Sapphire	CPA
Техасский петаваттный лазер	Техасский университет в Остине	США	2008	1110[6]	186	167	Nd:glass	CPA
BELLA (англ.)	Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли	США	2012	1055[7]	42,2	40	Ti:Sapphire	CPA
Фемта-Луч	Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики	Россия	2009	1000[8]	70	70	DKDP	OPCPA
Vulcan	Лаборатория Резерфорда — Эплтона	Великобритания	2004	1000[9]	700	700	Nd:glass	CPA
OMEGA EP[10]	Рочестерский университет	США	2008	1000	1000	1000	Nd:glass	CPA
LFEX	Осакский университет	Япония	2009	1000[11]	10000	10000	Nd:glass	OPCPA
Петаваттный модуль для GEKKO XII	Осакский университет	Япония	2004	900[12]	420	470	Nd:glass	OPCPA
	Шанхайский институт оптики и точной механики	КНР	2007	890[13]	25,8	29	Ti:Sapphire	CPA
JAERI	Японский исследовательский институт атомной энергии (англ.)	Япония	2003	850[14]	28	33	Ti:Sapphire	CPA
Orion laser	Atomic Weapons Establishment (англ.)	Великобритания	2011	830[15]	500	600	Nd:glass	CPA
PEARL	Институт прикладной физики РАН	Россия	2007	560[16]	24	43	DKDP	OPCPA
Titan laser	Ливерморская национальная лаборатория	США	2006	500[17]	200	400	Nd:glass	CPA
NIF	Ливерморская национальная лаборатория	США	2009	500[18]	1,8·106[18]	3,6·106	Иттербий
SILEX-I	Китайская академия инженерной физики (англ.)	КНР	2007	330[19]	10	30	Ti:Sapphire	CPA
HERCULES	Мичиганский университет	США	2008	300[20]	9	30	Ti:Sapphire	CPA
Callisto laser	Ливерморская национальная лаборатория	США		300[21]	18	60	Ti:Sapphire	CPA
OMEGA EP[10]	Рочестерский университет	США	2008	260[22]	2600	10000	Nd:glass	CPA
FLAME	Национальная лаборатория Фраскати	Италия	2012	220[23]	7,4	26	Ti:Sapphire	CPA
Astra Gemini	Лаборатория Резерфорда — Эплтона	Великобритания	2008	200[24]	14	70	Ti:Sapphire	CPA
ALLS	INRS	Канада	2007	200[25]	5	25	Ti:Sapphire	CPA
PHELIX (нем.)	Институт тяжёлых ионов	Германия	2008	200[26]	100	500	Nd:glass	CPA
Trident laser	Лос-Аламосская национальная лаборатория	США	2007	200[27]	100	500	Nd:glass	CPA
LULI2000 (англ.)	Лаборатория использования интенсивных лазеров (фр.), Политехническая школа	Франция	1998[28]	200[29]	200	1000	Nd:glass	OPCPA
Diocles laser	Университет Небраски-Линкольн (англ.)	США	2007[30]	110[31]	3,5	30	Ti:Sapphire	CPA
	Лаборатория прикладной оптики, Политехническая школа	Франция	2002	100[32]	2,5	25	Ti:Sapphire	CPA
DRACO (нем.)	Гельмгольц-Центр Дрезден-Россендорф (англ.)	Германия	2008	100[33]	3	30	Ti:Sapphire	CPA
Z-Petawatt laser	Сандийские национальные лаборатории	США	2007	100[34]	50	500	Nd:glass	OPCPA
PULSAR	Университет Генриха Гейне (Дюссельдорф)	Германия	2009	100[35]	2,5	25	Ti:Sapphire	CPA
	Институт Макса Борна	Германия	2001	100[36]	5	50	Ti:Sapphire	CPA
ATLAS	Институт квантовой оптики	Германия	2010	100[37]	>2	25	Ti:Sapphire	CPA
ИСКРА-5	Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики	Россия	1989	100	30000	3·105		CPA

Примечания

1. ↑ Обычно в мощных лазерах используется несколько каскадов усиления в различных активных средах. Здесь указана активная среда оконечного каскада, на котором и достигается максимальная мощность.
2. ↑ Deanna M. Pennington et al. Petawatt laser system (англ.) // Proc. SPIE. — 1997. — Т. 3047. — С. 490. — DOI:10.1117/12.294337
3. ↑ M. D. Perry et al. Petawatt laser pulses (англ.) // Optics Letters. — 1999. — Т. 24. — № 3. — С. 160—162. — DOI:10.1364/OL.24.000160
4. ↑ Tae Jun Yu et al. Generation of high-contrast, 30 fs, 1.5 PW laser pulses from chirped-pulse amplification Ti:sapphire laser (англ.) // Optics Express. — 2012. — Т. 20. — С. 10807. — DOI:10.1364/OE.20.010807
5. ↑ Zhaohua Wang et al. High-contrast 1.16 PW Ti:sapphire laser system combined with a doubled chirped-pulse amplification scheme and a femtosecond optical-parametric amplifier (англ.) // Optics Letters. — 2011. — Vol. 36. — P. 3194-3196. — DOI:10.1364/OL.36.003194
6. ↑ Erhard W. Gaul et al. Demonstration of a 1.1 petawatt laser based on a hybrid optical parametric chirped pulse amplification/mixed Nd:glass amplifier (англ.) // Applied Optics. — 2010. — Vol. 49. — P. 1676—1681. — DOI:10.1364/AO.49.001676
7. ↑ BELLA Laser Achieves World Record Power at One Pulse Per Second // Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли
8. ↑ A. A. Shaykin et al. 1 petawatt OPCPA laser in Russia: Status and expectations (англ.) // Lasers and Electro-Optics 2009 and the European Quantum Electronics Conference. CLEO Europe — EQEC 2009. European Conference on. — 2009. — ISBN 978-1-4244-4079-5. — DOI:10.1109/CLEOE-EQEC.2009.5196316
9. ↑ C. N. Danson et al. Vulcan Petawatt—an ultra-high-intensity interaction facility (англ.) // Nucl. Fusion. — 2004. — Т. 44. — С. S239—S246. — DOI:10.1088/0029-5515/44/12/S15
10. ↑ ^{1 2} About OMEGA EP // Laboratory Laser Energetics, Rochester University
11. ↑ H Shiraga et al. Fast ignition integrated experiments with Gekko and LFEX lasers (англ.) // Plasma Phys. Control. Fusion. — 2011. — Т. 53. — № 12. — DOI:10.1088/0741-3335/53/12/124029
12. ↑ Y. Kitagawa et al. Prepulse-free petawatt laser for a fast ignitor (англ.) // IEEE J. Quantum Electron.. — 2004. — Т. 40. — № 3. — С. 281—293. — DOI:10.1109/JQE.2003.823043
13. ↑ Xiaoyan Liang et al. Parasitic lasing suppression in high gain femtosecond petawatt Ti:sapphire amplifier (англ.) // Optics Express. — 2007. — Т. 15. — № 23. — С. 15335—15341. — DOI:10.1364/OE.15.015335
14. ↑ M. Aoyama et al. 0.85-PW, 33-fs Ti:sapphire laser (англ.) // Optics Letters. — 2003. — Т. 28. — № 17. — С. 1594—1596. — DOI:10.1364/OL.28.001594
15. ↑ M. Hill et al. Generation of relativistic ions, electrons and positrons in high-intensity short-pulse laser-solid interactions (англ.) // Bulletin of the American Physical Society. — 2012. — Vol. 57. — № 17. — С. JO5.00005.
16. ↑ V. V. Lozhkarev et al. Compact 0.56 Petawatt laser system based on optical parametric chirped pulse amplification in KD*P crystals (англ.) // Laser Physics Letters. — 2007. — Т. 4. — № 6. — С. 421—427. — DOI:10.1002/lapl.200710008
17. ↑ B. C. Stuart et al. The Titan Laser at LLNL (англ.) // Conference on Lasers and Electro-Optics/Quantum Electronics and Laser Science Conference and Photonic Applications Systems Technologies. — 2006. — DOI:10.1002/lapl.200710008
18. ↑ ^{1 2} National Ignition Facility makes history with record 500 terawatt shot. LLNL news release, 07/12/2012
19. ↑ Qihua Zhu et al. Progress on developing a PW ultrashort laser facility with ns, ps, and fs outputting pulses (англ.) // Proc. SPIE. — 2007. — Т. 6823. — С. 682306. — DOI:10.1117/12.757532
20. ↑ V. Yanovsky et al. Ultra-high intensity- 300-TW laser at 0.1 Hz repetition rate (англ.) // Optics Express. — 2008. — Т. 16. — № 3. — С. 2109—2114. — DOI:10.1364/OE.16.002109
21. ↑ J. E. Ralph et al. Laser wakefield acceleration at reduced density in the self-guided regime (англ.) // Phys. Plasmas. — 2010. — Т. 17. — С. 056709. — DOI:10.1063/1.3323083
22. ↑ D. D. Meyerhofer et al. Performance of and initial results from the OMEGA EP Laser System (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2010. — Т. 244. — С. 032010. — DOI:10.1088/1742-6596/244/3/032010
23. ↑ T. Levato et al. First electrons from the new 220 TW Frascati laser for acceleration and multidisciplinary experiments (FLAME) at Frascati national laboratories (LNF) (англ.) // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2012. — DOI:10.1016/j.nima.2012.12.026
24. ↑ O. Chekhlov et al. Progress on Astra Gemini (англ.) // Central Laser Facility. Annual Reports. 2008—2009. — 2009. — С. 216—218.
25. ↑ A. Alexandrov et al. High intensity laser beam wavefront diagnostics and correction at the Advanced Laser Light Source facility (англ.) // International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL), 2010. — 2010. — С. 213—215. — DOI:10.1109/CAOL.2010.5634206
26. ↑ V. Bagnoud et al. PHELIX: a petawatt-class laser recently commissioned for experiments in plasma and atomic physics (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2009. — Т. 194. — С. 152028. — DOI:10.1088/1742-6596/194/15/152028
27. ↑ K. A. Flippo et al. Scaling laws for energetic ions from the commissioning of the new Los Alamos National Laboratory 200 TW Trident laser (англ.) // Rev. Sci. Instrum.. — 2008. — Т. 79. — С. 10E534. — DOI:10.1063/1.2987678
28. ↑ Jiping Zou et al. LULI 100-TW Ti:sapphire/Nd:glass laser: a first step toward a high-performance petawatt facility (англ.) // Proc. SPIE. — 1999. — Т. 3492. — С. 94—97. — DOI:10.1117/12.354158
29. ↑ Jiping Zou et al. Recent progress on LULI high power laser facilities (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2008. — Т. 112. — № 3. — DOI:10.1088/1742-6596/112/3/032021
30. ↑ Donald Umstadter First light from the Diocles laser: Relativistic laser-plasmas and beams (англ.) // Bulletin of the American Physical Society. — 2007. — Vol. 52. — № 7. — P. Q2.00005.
31. ↑ S. Banerjee et al. Generation of tunable, 100–800 MeV quasi-monoenergetic electron beams from a laser-wakefield accelerator in the blowout regime (англ.) // Physics of Plasmas. — 2012. — Vol. 19. — P. 056703. — DOI:10.1063/1.4718711
32. ↑ M. Pittman et al. Design and characterization of a near-diffraction-limited femtosecond 100-TW 10-Hz high-intensity laser system (англ.) // Appl. Phys. B. — 2002. — Т. 74. — С. 529—535. — DOI:10.1007/s003400200838
33. ↑ K Zeil et al. The scaling of proton energies in ultrashort pulse laser plasma acceleration (англ.) // New Journal of Physics. — 2010. — Т. 12. — С. 124049. — DOI:10.1088/1367-2630/12/4/045015
34. ↑ Jens Schwarz et al. Activation of the Z-Petawatt Laser at Sandia National Laboratories (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2008. — Т. 112. — С. 032020. — DOI:10.1088/1742-6596/112/3/032020
35. ↑ O. Willi et al. Particle and x-ray generation by irradiation of gaseous and solid targets with a 100 TW laser pulse (англ.) // Plasma Phys. Control. Fusion. — 2009. — Т. 51. — С. 124049. — DOI:10.1088/0741-3335/51/12/124049
36. ↑ M. P. Kalachnikov et al. 100-Terawatt Titanium–Sapphire Laser System (англ.) // Laser Physics. — 2002. — Т. 12. — № 2. — С. 368—374.
37. ↑ Multi-terawatt Ti:sapphire laser

Литература

• Е. А. Хазанов, А. М. Сергеев Петаваттные лазеры на основе оптических параметрических усилителей: состояние и перспективы (рус.) // УФН. — 2008. — Т. 178. — С. 1006.
• А. В. Коржиманов, А. А. Гоносков, Е. А. Хазанов, А. М. Сергеев Горизонты петаваттных лазерных комплексов (рус.) // УФН. — 2011. — Т. 181. — С. 9—32.

Ссылки

• ICUIL World Map — Карта лабораторий, в которых установлены ультраинтенсивные лазерные системы // ICUIL