За лабораторията, Elsa Lab - Лаборатория за екстремни светлинни полета
Проектът „Екстремни източници на светлина и приложения“ (ELSA) е насочен към създаване в Държавния университет в Нижни Новгород. Н.И. Лобачевски лаборатория по лазерна физика от световна класа под ръководството на проф. Джерард Мур. Предмет на лабораторни изследвания е генерирането на светлинни полета с изключително висока (до 5-10 петавата) пикова мощност, изключително кратка (около 100 атосекунди) продължителност и в изключително недостъпен честотен диапазон - терахерци.
Информация за проекта:
Лабораторията се състои от две части: лаборатория RT (рентгеново и терагерцово лъчение), която се занимава с физиката на генериране на атосекундни импулси и терагерцово лъчение, и MP (мултипетаватова) лаборатория, която разработва източник на лазерни импулси с пикова мощност от няколко петавата. Заедно в лабораториите RT и MP са създадени три експериментални комплекса: мултипетаватов, атосекунден и терахерцов.
Многопетаватов лазерен комплекс
Мултипетаватната част на лабораторията ELSA е крайната част на мултипетаватния лазерен комплекс, създаден съвместно с персонала на Института по приложна физика РАН (IAP RAS) в специално помещение с радиационна защита в IAP RAS. Лазерният комплекс е изграден по схемата на параметрично усилване на чирпирани импулси и съдържа три усилващи стъпала на базата на DCDP кристали с общо усилване 10 11 . За изпомпване на първите два етапа се използва вторият хармоник на Nd:YLF лазерно лъчение, за изпомпване на крайния етап (с апертура на лъча 10x10 cm 2 ) - импулси на втория хармоник на лазер от неодимово стъкло с енергия180 J и продължителност около1 ns. В петаватов режим изходът на лазерния комплекс излъчваимпулс с централна дължина на вълната910 nm, продължителност45 fs и енергия25 J, с близка до дифракционната дивергенция, която при рязко фокусиране осигурява интензитет10 22W/cm2. За постигане на ниво на мощност от няколко петавата е увеличена енергията на импулсите на помпата в крайния етап на усилване, създадена е нова система от телескопи за подобряване на пространственото припокриване на помпата и усиления лъч в нелинеен кристал и е сглобен нов лазерен компресор, базиран на четири дифракционни решетки с високо съотношение на изходна мощност към вход. Към момента комплексът работи в тестов режим. Параметрите на лазерното лъчение като продължителност на импулса и пространствен профил на лъча са оптимизирани за експерименти върху взаимодействията лазер-плазма. Завършена е модернизацията на целевата вакуумна камера за лазерни лъчи с голяма апертура. Разработена е нова мишена камера, оптимална за експерименти с твърди мишени, която е на финалния етап на монтаж. Разработена и произведена е високопрецизна система за позициониране на твърди цели във вакуум. Разработен е метод за позициониране на целта с помощта на ccd камера с микроскопичен обектив и три регулиращи апертури, който осигурява субмикронна точност на позициониране при експерименти по взаимодействието на лазерното лъчение с материята.
Комплекс за атосекундни изследвания
Атосекундният комплекс е разположен в специално подготвено помещение с ниско ниво на вибрации. Помещението беше защитено от електромагнитни полета и оборудвано със специално проектирана вентилационна и климатична система за контрол на температурата и влажността. Системата осигурява постоянна температура в лабораторното помещение с точност до 0,5°C, коетоFemtoPowerProCEP3 (FEMTOLASERS, Австрия). Разработен е дизайн на експериментална установка за генериране на атосекундни импулси. Закупено е оборудването, съставляващо атосекундната инсталация: вакуумни камери и помпи, система за продухване на газове, времепролетен електронен спектрометър, микроканален детектор на пластини, ccd камери и др.
Изследователски комплекс Терахерц
Комплексът е изграден на базата на импулсен терагерцов спектрометър, съществуващ в катедрата по обща физика на университета. Комплексът е базиран на фемтосекунден лазер Tsunami с помпен лазер Millenia V (Spectra Physics) и лазерен усилвател MPA-50 (CDP Systems, България), който усилва 100 fs импулси при дължина на вълната 800 nm до енергия 1 mJ. Параметричният усилвател дава възможност за настройка на дължината на вълната на фемтосекундния импулс в диапазона от 200 до 11000 nm.
През 2012 г. лабораторията RT получи още едно помещение с площ от 40 m 2 за разработване на нови методи за терагерцова спектроскопия и изображения и тяхното приложение в биомедицинска диагностика, интроскопия на предмети на изкуството, за безразрушителен контрол на фармацевтични продукти и в системи за сигурност. В лабораторията е инсталиран терахерцов спектрометърTeraK15 (MenloSystems, Германия).