Systém L3-HAPLS byl navržen, vyvinut a postaven institucí NIF and Photon Science (NIF & PS) národní americké laboratoře Lawrence Livermore National Laboratory a dodán do centra ELI Beamlines v červnu 2017. Od září 2017 tým vědeckých a technických pracovníků z LLNL a ELI Beamlines intenzivně pracoval na instalaci laserového hardwaru.
„Vývoj tohoto jedinečného laserového systému je neskutečný počin – stejně tak jako jeho stěhování 6 000 mil přes Atlantik,“ řekl Constantin Haefner, programový ředitel pro pokročilé fotonové technologie v NIF & PS. „Velký vděk patří talentovanému a schopnému týmu mezinárodních odborníků, kteří neúnavně pracovali na vývoji a dodávce nové generace petawattových laserů.“
LLNL při vývoji systému L3-HAPLS uplatnila své mnohaleté zkušenosti s průkopnickým výzkumem a vývojem v oblasti laserů. Systém L3 se sestává z hlavního petawattového svazku, který je schopen přenášet energii 45 joulů (J) a je napájen diodami čerpanými lasery, schopnými dodat až 200 J energie na puls.
Nyní bylo dosaženo prvního milníku: energie pulsu 16 joulů a délka trvání pulsu 27 femtosekund při opakovací frekvenci 3,3 Hz (3,3krát za sekundu), což odpovídá špičkovému výkonu přibližně 0,5 petawattu po kompresi délky pulsu. Tento milník byl stanoven tak, aby se bylo možné naučit systém provozovat a provádět experimenty při pomalejší opakovací frekvenci.
„LLNL byla jediná organizace, která odpovídala náročným požadavkům centra ELI a byla schopná vyvinout tak složitý a unikátní laserový systém, jaký jsme chtěli,“ řekl Roman Hvězda, projektový manažer ELI Beamlines. „Postupným plněním jednotlivých úkolů naše spolupráce vyvrcholila dodáním laserového systému L3-HAPLS, který je nejen vlajkovou lodí centra ELI Beamlines, ale také nám v budoucnu poskytne konkurenční výhodu před ostatními zařízeními. Plná integrace tohoto laserového systému znamená začátek realizace experimentů, které se nedají provádět nikde jinde na světě. “
Tým výzkumníků z LLNL a ELI Beamlines spolupracoval i s průmyslovými firmami. Tato spolupráce byla více než úspěšná a přinesla vynikající výsledky, jakými například jsou nejjasnější diody na světě; čerpací laser generující až 200 joulů při opakovací frekvenci 10 Hz; plynem chlazený titan-safírový zesilovač ultrakrátkých pulsů; front endový zesilovač ultrakrátkých pulsů s vysokým kontrastem a velmi energický laserový zdroj pro čerpání ultrakrátkých pulsů.
„Tyto inovace nejenže odlišují L3-HAPLS od jiných petawattových laserů, ale především představují veliký skok ve vývoji technologií,“ řekl Haefner. „Mnoho z nich se již dostalo na trh, kde mají potenciál umožnit pokrok v řadě oblastí mimo vědu.“
L3-HAPLS bude mít širokou škálu použití pro základní i aplikovaný výzkum. Nasměrováním pulsů petawattového špičkového výkonu při vysoké intenzitě na cíl bude systém generovat sekundární zdroje, jako je elektromagnetické záření nebo urychlení nabitých částic, což umožní bezkonkurenční přístup k různým oblastem výzkumu, včetně časově rozlišené protonové a rentgenové radiografie, laboratorní astrofyziky a dalších základních vědeckých a lékařských aplikací pro léčbu rakoviny. Kromě toho se bude využívat i v rámci průmyslových aplikací, jakými např. jsou nedestruktivní výzkum materiálů a laserová fúze.
