Мощные фемтосекундные гибридные лазерные системы с широкоапертурными усилителями на основе газовых лазеров

Abstract

Обсуждается одна из двух создаваемых в настоящее время в Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН многокаскадных гибридных лазерных систем, генерирующих ультракороткие импульсы излучения с пиковой мощностью ~ 10{14} ...10{15} Вт. Эта система основана на усилении фемтосекундных импульсов на длине волны 248 нм (третья гармоника Ti:Sa-лазера) в активной среде электронно-пучкового KrF лазерного усилителя. Конечным каскадом лазерной системы будет являться электронно-пучковая установка с лазерной камерой диаметром 60 см и длиной 200 см. Параметры накачки такой установки близки к параметрам лазера, ранее разработанного в Институте сильноточной электроники СО РАН: энергия электронов ~ 600 кэВ, удельная мощность накачки ~ 300...500 кВт/см{3}, длительность импульса электронного пучка ~ 100...200 нс. Рассматривается также возможность применения в качестве активной среды молекул Kr[2]F с энергией насыщения 0,2 Дж/см{2} для усиления ультракоротких импульсов. Теоретически показано, что энергия лазерного импульса на выходе конечного KrF усилительного каскада может достигать ~ 17 Дж при длительности импульса ~ 50 фс. Ti:Sa лазерная система, генерирующая -50 фс импульсы с энергией 0,5 мДж на длине волны 248 нм, разработана и установлена в Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН. Проведены предварительные эксперименты по усилению УФ фемтосекундных импульсов в электроразрядном KrF лазерном усилителе.