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. Имеются также несколько лазеров, основанных на оптическом параметрическом усилении чирпированных импульсов (OPCPA) в нелинейно-оптических кристаллах DKDP или LBO. Не некоторых лазерах также реализовано сжатие импульсов после усиления за счёт самомодуляционной нелинейности (NLPC — Nonlinear Pulse Compression).

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
SULF Шанхайский институт оптики и точной механики  Китай 2007 12800[2] 286,7 22,4 Ti:Sapphire CPA
SILEX-II (CAEP-PW) Китайская академия инженерной физики  Китай 2017 4900[3] 91,1 18,6 LBO OPCPA
Институт науки и техники Кванджу[англ.]  Республика Корея 2017 4200[4] 83 19,4 Ti:Sapphire CPA
Apollon CNRS  Франция 2024[5] 2050 45 22 Ti:Sapphire CPA
LFEX Осакский университет  Япония 2009[6] 2000[7] 20000 10000 Nd:glass CPA
Nova Ливерморская национальная лаборатория  США 1996[8] 1500[9] 660 440 Nd:glass CPA
PEARL Институт прикладной физики РАН  Россия 2007[10] 1500 (c 2021 г.)[11] 16.5 11 DKDP OPCPA+NLPC
PULSER II Институт науки и техники Кванджу[англ.]  Республика Корея 2012 1480[12] 44,5 30 Ti:Sapphire CPA
PETAL Комиссариат по атомной и альтернативным видам энергии  Франция 2015 1200[13] 840 700 Nd:glass CPA
XL-III Институт физики Китайской академии наук[англ.]  Китай 2011 1160[14] 32,3 27,9 Ti:Sapphire CPA
CETAL Национальный институт лазеров, плазмы и физики излучения  Румыния 2013 1120[15] 33,5 25 Ti:Sapphire CPA
Техасский петаваттный лазер Техасский университет в Остине  США 2008 1110[16] 186 167 Nd:glass CPA
BELLA[англ.] Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли  США 2012 1055[17] 42,2 40 Ti:Sapphire CPA
Qiangguang 10 PW Шанхайский институт оптики и точной механики  Китай 2013[18] 1020[19] 45,3 32,0 LBO OPCPA
Фемта-Луч Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики  Россия 2009 1000[20] 70 70 DKDP OPCPA
PULSER I Институт науки и техники Кванджу[англ.]  Республика Корея 2010 1000[21] 30 30 Ti:Sapphire CPA
Vulcan Лаборатория Резерфорда — Эплтона  Великобритания 2004 1000[22] 700 700 Nd:glass CPA
OMEGA EP[23] Рочестерский университет  США 2008 1000 1000 1000 Nd:glass CPA
Субпикосекундные каналы Orion laser Atomic Weapons Establishment[англ.]  Великобритания 2011[24] 1000[25] 500 500 Nd:glass CPA
Diocles laser Университет Небраски-Линкольн[англ.]  США 2012 1000[26] 30 30 Ti:Sapphire CPA
Петаваттный модуль для GEKKO XII[англ.] Осакский университет  Япония 2004 900[27] 420 470 Nd:glass CPA
J-KAREN Японский исследовательский институт атомной энергии[англ.]  Япония 2003 850[28] 28 33 Ti:Sapphire CPA
ALEPH 400 Университет штата Колорадо[англ.]  США 2017 850[29] 25.5 30 KDP OPCPA
SILEX-I Китайская академия инженерной физики  Китай 2007[30] 750[31] 20,1 26,8 Ti:Sapphire CPA
HAPLS ELI Beamlines  Чехия 2017[32] 570 16 28 CPA
Titan laser Ливерморская национальная лаборатория  США 2006 500[33] 200 400 Nd:glass CPA
NIF Ливерморская национальная лаборатория  США 2009 500[34] 1,8⋅106[34] 3,6⋅106 Иттербий
Astra Gemini Лаборатория Резерфорда — Эплтона  Великобритания 2008[35] 500[36] 15 30 Ti:Sapphire CPA
Китайская академия инженерной физики  Китай 2016 487[37] 300 615 Nd3+:phosphate CPA
SCARLET Университет штата Огайо  США 2012 400[38] 15 40 Ti:Sapphire CPA
POLARIS Институт Гельмгольца в Йене[англ.]  Германия 2013[39] ≈400 50[40] 120 Yb:glass CPA
Laser Mégajoule[англ.] Комиссариат по атомной и альтернативным видам энергии  Франция 2016 400[41] 1,5⋅106 ≈4⋅106 Nd:glass CPA
HERCULES Мичиганский университет  США 2008 300[42] 9 30 Ti:Sapphire CPA
Callisto laser Ливерморская национальная лаборатория  США 300[43] 18 60 Ti:Sapphire CPA
OMEGA EP[23] Рочестерский университет  США 2008 260[44] 2600 10000 Nd:glass CPA
FLAME Национальная лаборатория Фраскати[англ.]  Италия 2012 220[45] 7,4 26 Ti:Sapphire CPA
ALLS INRS  Канада 2007 200[46] 5 25 Ti:Sapphire CPA
VEGA CLPU  Испания 2014 200[47] 6 30 Ti:Sapphire CPA
PHELIX[нем.] Институт тяжёлых ионов  Германия 2008 200[48] 100 500 Nd:glass CPA
Trident laser Лос-Аламосская национальная лаборатория  США 2007 200[49] 100 500 Nd:glass CPA
LULI2000[англ.] Лаборатория использования интенсивных лазеров[фр.], Политехническая школа  Франция 1998[50] 200[51] 200 1000 Nd:glass CPA
LCLS SLAC  США 2015 200[52] 8 40 Ti:Sapphire CPA
Шанхайский институт оптики и точной механики  Китай 2014[53] 207 5,6 27 Ti:Sapphire CPA
NIF ARC Ливерморская национальная лаборатория  США 2017[54] 130 4000 30000 Ti:Sapphire CPA
Diocles laser Университет Небраски-Линкольн[англ.]  США 2007[55] 110[56] 3,5 30 Ti:Sapphire CPA
Лаборатория прикладной оптики, Политехническая школа  Франция 2002 100[57] 2,5 25 Ti:Sapphire CPA
DRACO[нем.] Гельмгольц-Центр Дрезден-Россендорф[англ.]  Германия 2008 100[58] 3 30 Ti:Sapphire CPA
Z-Petawatt laser Сандийские национальные лаборатории  США 2007 100[59] 50 500 Nd:glass CPA
PULSAR Университет Генриха Гейне (Дюссельдорф)  Германия 2009 100[60] 2,5 25 Ti:Sapphire CPA
Институт Макса Борна  Германия 2001 100[61] 5 50 Ti:Sapphire CPA
ATLAS Институт квантовой оптики  Германия 2010 100[62] >2 25 Ti:Sapphire CPA
ИСКРА-5 Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики  Россия 1989 100 30000 3⋅105 Иод 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. ↑ Zebiao Gan et al. The Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility (SULF) Project (англ.) // Springer. — 2021. — 31 July (vol. 141). — doi:10.1007/978-3-030-75089-3_10.
  3. ↑ Xiaoming Zeng et al. Multi-petawatt laser facility fully based on optical parametric chirped-pulse amplification (англ.) // Optics Letters. — 2017. — Vol. 42, no. 10. — P. 2014—2017. — doi:10.1364/OL.42.002014.
  4. ↑ Jae Hee Sung et al. 4.2 PW, 20 fs Ti:sapphire laser at 0.1 Hz (англ.) // Optics Letters. — 2017. — Vol. 42. — P. 2058—2061. — doi:10.1364/OL.42.002058.
  5. ↑ Weipeng Yao et al. Characterization and performance of the Apollon main short-pulse laser beam following its commissioning at 2 PW level (англ.). — 2024. — doi:10.48550/arXiv.2412.09267. — arXiv:2412.09267.
  6. ↑ H Shiraga et al. Fast ignition integrated experiments with Gekko and LFEX lasers (англ.) // Plasma Phys. Control. Fusion. — 2011. — Vol. 53, no. 12. — doi:10.1088/0741-3335/53/12/124029.
  7. ↑ "World-largest petawatt laser completed, delivering 2,000 trillion watts output" (англ.). EurekAlert. 2015-08-06. Архивировано 8 августа 2015. Дата обращения: 12 августа 2015.
  8. ↑ Deanna M. Pennington et al. Petawatt laser system (англ.) // Proc. SPIE. — 1997. — Vol. 3047. — P. 490. — doi:10.1117/12.294337.
  9. ↑ M. D. Perry et al. Petawatt laser pulses (англ.) // Optics Letters. — 1999. — Vol. 24, no. 3. — P. 160—162. — doi:10.1364/OL.24.000160.
  10. ↑ 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. — Vol. 4, no. 6. — P. 421—427. — doi:10.1002/lapl.200710008.
  11. ↑ Vladislav Ginzburg et al. 11 fs, 1.5 PW laser with nonlinear pulse compression (англ.) // Optics Express. — 2021. — Vol. 29, no. 18. — P. 28297—28306. — doi:10.1364/OE.434216.
  12. ↑ 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. — Vol. 20. — P. 10807. — doi:10.1364/OE.20.010807.
  13. ↑ J.-L. Miquel. LMJ & PETAL Status and first experiments (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2016. — Vol. 717. — P. 012084. — doi:10.1088/1742-6596/717/1/012084.
  14. ↑ 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.
  15. ↑ Matras G. et al. First sub-25fs PetaWatt laser system (англ.) // CLEO: Science and Innovations, Conference Paper. — 2013. — doi:10.1364/CLEO_SI.2013.CTh5C.5.
  16. ↑ 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.
  17. ↑ François Lureau et al. High repetition rate PetaWatt Titanium Sapphire laser system for laser plasma acceleration (англ.) // Ultrafast Optics. — 2013.
  18. ↑ Lu Xu et al. Recent progress on developing multi-petawatt femtosecond laser system in SIOM (англ.) // Optics Letters. — 2013. — Vol. 38, no. 22. — P. 4837—4840. — doi:10.1364/OL.38.004837.
  19. ↑ Xiaoyan Liang et al. High-energy noncollinear optical parametric–chirped pulse amplification in LBO at 800 nm (англ.) // Proceedings of SILAP 2015. — 2015.
  20. ↑ 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.
  21. ↑ Jae Hee Sung et al. 0.1 Hz 1.0 PW Ti:sapphire laser (англ.) // Optics Letters. — 2010. — Vol. 35. — P. 3021—3023. — doi:10.1364/OL.35.003021.
  22. ↑ C. N. Danson et al. Vulcan Petawatt—an ultra-high-intensity interaction facility (англ.) // Nucl. Fusion. — 2004. — Vol. 44. — P. S239—S246. — doi:10.1088/0029-5515/44/12/S15.
  23. ↑ 1 2 About OMEGA EP Архивная копия от 1 мая 2011 на Wayback Machine // Laboratory Laser Energetics, Rochester University
  24. ↑ 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, no. 17. — P. JO5.00005. Архивировано 29 ноября 2014 года.
  25. ↑ Nicholas Hopps et al. Overview of laser systems for the Orion facility at the AWE (англ.) // Applied Optics. — 2013. — Vol. 52, no. 15. Архивировано 29 ноября 2014 года.
  26. ↑ Cheng Liu et al. Repetitive petawatt-class laser with near-diffraction-limited focal spot and transform-limited pulse duration (англ.) // Proc. SPIE. — 2013. — Vol. 8599. — P. 859919. Архивировано 30 января 2015 года.
  27. ↑ Y. Kitagawa et al. Prepulse-free petawatt laser for a fast ignitor (англ.) // IEEE J. Quantum Electron.. — 2004. — Vol. 40, no. 3. — P. 281—293. — doi:10.1109/JQE.2003.823043.
  28. ↑ M. Aoyama et al. 0.85-PW, 33-fs Ti:sapphire laser (англ.) // Optics Letters. — 2003. — Vol. 28, no. 17. — P. 1594—1596. — doi:10.1364/OL.28.001594.
  29. ↑ Yong Wang et al. 0.85  PW laser operation at 3.3  Hz and high-contrast ultrahigh-intensity λ = 400  nm second-harmonic beamline (англ.) // Optics Letters. — 2017. — Vol. 42, no. 19. — P. 3828—3831. — doi:10.1364/OL.42.003828.
  30. ↑ Qihua Zhu et al. Progress on developing a PW ultrashort laser facility with ns, ps, and fs outputting pulses (англ.) // Proc. SPIE. — 2007. — Vol. 6823. — P. 682306. — doi:10.1117/12.757532.
  31. ↑ Jingqin Su et al. Progress on the XG-III high-intensity laser facility with three synchronized beams (англ.) // Proc. SPIE. — 2015. — Vol. 9255. — P. 925511. — doi:10.1117/12.2065213.
  32. ↑ "LLNL meets key milestone for delivery of world's highest average power petawatt laser system" (англ.). Архивировано 13 февраля 2017. Дата обращения: 12 февраля 2017.
  33. ↑ 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.
  34. ↑ 1 2 "National Ignition Facility makes history with record 500 terawatt shot". Архивировано 3 сентября 2013. Дата обращения: 22 сентября 2012. LLNL news release, 07/12/2012
  35. ↑ O. Chekhlov et al. Progress on Astra Gemini (англ.) // Central Laser Facility. Annual Reports. 2008—2009. — 2009. — P. 216—218. Архивировано 22 ноября 2010 года.
  36. ↑ Colin Danson et al. Pulse fidelity in ultra-high-power (petawatt class) laser systems (англ.) // High Power Laser Science and Engineering. — 2014. — Vol. 2. — P. e34. — doi:10.1017/hpl.2014.39. Архивировано 4 декабря 2014 года.
  37. ↑ D. E. Wang et al. Wavefront correction by target-phase-locking technology in a 500 TW laser facility (англ.) // Laser Physics Letters. — 2017. — Vol. 14. — P. 035301. — doi:10.1088/1612-202X/aa52fe.
  38. ↑ Scott Feister et al. Wavefront Transfer for On-Shot Focal Spot Characterization at the 400 TW SCARLET Laser (англ.) // Frontiers in Optics. — 2012. — P. FW3A.
  39. ↑ Marco Hornung et al. High-intensity, high-contrast laser pulses generated from the fully diode-pumped Yb:glass laser system POLARIS (англ.) // Optics Letters. — 2013. — Vol. 38. — P. 718—720. — doi:10.1364/OL.38.000718.
  40. ↑ Jena laser system sets another world record Архивная копия от 20 февраля 2016 на Wayback Machine // phys.org
  41. ↑ J-L Miquel et al. The Laser Mega-Joule : LMJ & PETAL status and Program Overview (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2016. — Vol. 688. — doi:10.1088/1742-6596/688/1/012067.
  42. ↑ V. Yanovsky et al. Ultra-high intensity- 300-TW laser at 0.1 Hz repetition rate (англ.) // Optics Express. — 2008. — Vol. 16, no. 3. — P. 2109—2114. — doi:10.1364/OE.16.002109.
  43. ↑ J. E. Ralph et al. Laser wakefield acceleration at reduced density in the self-guided regime (англ.) // Phys. Plasmas. — 2010. — Vol. 17. — P. 056709. — doi:10.1063/1.3323083.
  44. ↑ D. D. Meyerhofer et al. Performance of and initial results from the OMEGA EP Laser System (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2010. — Vol. 244. — P. 032010. — doi:10.1088/1742-6596/244/3/032010.
  45. ↑ 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.
  46. ↑ 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. — P. 213—215. — doi:10.1109/CAOL.2010.5634206.
  47. ↑ F. Valle-Brozas et al. Laser Particle Acceleration at the Pulsed Laser Center (CLPU) (англ.) // Conference: European Conference on Laser Interaction with Matter, At Paris. — doi:10.13140/2.1.3201.6645.
  48. ↑ 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. — Vol. 194. — P. 152028. — doi:10.1088/1742-6596/194/15/152028.
  49. ↑ 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. — Vol. 79. — P. 10E534. — doi:10.1063/1.2987678.
  50. ↑ 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. — Vol. 3492. — P. 94—97. — doi:10.1117/12.354158.
  51. ↑ Jiping Zou et al. Recent progress on LULI high power laser facilities (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2008. — Vol. 112, no. 3. — doi:10.1088/1742-6596/112/3/032021.
  52. ↑ "200-terawatt laser brings new extremes in heat, pressure to X-ray experiments". phys.org. 2015-10-06. Архивировано 23 октября 2015. Дата обращения: 21 октября 2015.
  53. ↑ Yi Xu et al. A Stable 200TW / 1Hz Ti:sapphire laser for driving full coherent XFEL (англ.) // Optics & Laser Technology. — 2016. — Vol. 79. — P. 141—145. — doi:10.1016/j.optlastec.2015.11.023.
  54. ↑ Hui Chen et al. High-energy (>70 keV) x-ray conversion efficiency measurement on the ARC laser at the National Ignition Facility (англ.) // Physics of Plasmas. — 2017. — Vol. 24, no. 3. — P. 033112. — doi:10.1063/1.4978493.
  55. ↑ Donald Umstadter. First light from the Diocles laser: Relativistic laser-plasmas and beams (англ.) // Bulletin of the American Physical Society. — 2007. — Vol. 52, no. 7. — P. Q2.00005.
  56. ↑ 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.
  57. ↑ 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. — Vol. 74. — P. 529—535. — doi:10.1007/s003400200838.
  58. ↑ K Zeil et al. The scaling of proton energies in ultrashort pulse laser plasma acceleration (англ.) // New Journal of Physics. — 2010. — Vol. 12. — P. 124049. — doi:10.1088/1367-2630/12/4/045015.
  59. ↑ Jens Schwarz et al. Activation of the Z-Petawatt Laser at Sandia National Laboratories (англ.) // Journal of Physics: Conference Series. — 2008. — Vol. 112. — P. 032020. — doi:10.1088/1742-6596/112/3/032020.
  60. ↑ 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. — Vol. 51. — P. 124049. — doi:10.1088/0741-3335/51/12/124049.
  61. ↑ M. P. Kalachnikov et al. 100-Terawatt Titanium–Sapphire Laser System (англ.) // Laser Physics. — 2002. — Vol. 12, no. 2. — P. 368—374. Архивировано 4 марта 2016 года.
  62. ↑ Multi-terawatt Ti:sapphire laser. Дата обращения: 16 января 2011. Архивировано из оригинала 3 декабря 2010 года.

Литература

Ссылки