ELI Beamlines是如何开发高功率HAPLS激光束传输系统的？

 

ELIBeamlines专注于研究开发短脉冲辐射和粒子的二次源。它的主要目标是成为一个真正的多学科，面向用户的多佩瓦(1015w+，或1千万亿)激光基础设施，以支持各种领域的突破性科学实验和应用，包括物理学和天体物理学，化学，生物学，医学和材料科学。ELIBeamlines使用OpticStudio高效、可靠的系统建模和光束传播来支持这些目标。

挑战

ELIBeamlines的最新进展是其高重复率先进千瓦激光系统(HAPLS)。HAPLS是有史以来建立的第一个二极管泵浦和最高平均功率千瓦系统(300瓦，10赫兹重复率)。HAPLS可以达到每平方厘米1021-1023瓦的聚焦强度，相当于所有到达地球的阳光被聚焦到人类头发的直径。实现HAPLS的极高功率、短脉冲特性需要严格的设计验证和高度细致的光束传播能力。

工程解决方案

ELIBeamlines项目的成功为组织和相关组织产生了持续的高资金稳定性。这一点，再加上其技术为其他科学家提供的精度和前所未有的能力，使得ELIBeamlines高效实用地构建系统至关重要。这确保了合作者能够有效地一起工作，他们的发现能够以及时和有效的方式带给社区的其他人。利用OpticStudio，该团队模拟了光束在实验室内传播过程中的相位到振幅调制，在实验室内，光束以离轴抛物线聚焦到100米的传播距离。OpticStudio随后被用于评估强度调制，并在新的HAPLS系统投入使用时预测可接受的相位误差。

好处

OpticStudio支持HAPLS的子系统和光束传输系统设计，HAPLS是世界上第一个二极管泵浦和最高重复率的千瓦激光系统。

光束传输模型准确地预测了自由空间光束传播过程中的相位振幅调制不会导致高功率介质涂层反射镜的强度峰值超过激光诱导损伤阈值(LIDT)。

使用Zemax软件可以在更短的时间内实现项目设计目标，而不是使用内部代码开发工作产生可能较低质量的结果。

使用OpticStudio节省了数百万欧元和两到三年的开发时间，因为通过光束传输操作预测减少了工程和编码的复杂性。

审核编辑：刘清