欧美高功率激光装置最新进展概览 | HPL综述推荐

此系列包含了欧洲、美国装置的最新进展与未来规划，诚邀您一览其精彩内容。

在欧洲各国科学家的努力下，欧洲聚变研究中心再次启动了对激光聚变点火的研究与应用项目，其所采取的技术路线HiPER+，也将有望获得优于美国国家点火装置的能量增益结果。

HiPER+作为一项具有极高社会价值和现实意义的前沿科技项目，自提出之日起就吸引了大量科学家的注意，而其实际运行也需要多个国家的参与，具体包括一些实验室、大学、工业及私营公司等。该路线图由三个连续的步骤构成，共持续约三十年的时间。

文章信息：Dimitri Batani, Arnaud Colaïtis, Fabrizio Consoli, Colin N. Danson, Leonida Antonio Gizzi, Javier Honrubia, Thomas Kühl, Sebastien Le Pape, Jean-Luc Miquel, Jose Manuel Perlado, R. H. H. Scott, Michael Tatarakis, Vladimir Tikhonchuk, Luca Volpe, "Future for inertial-fusion energy in Europe: a roadmap," High Power Laser Sci. Eng. 11, 06000e83 (2023)

美国激光聚变点火成功后，欧洲重启了激光核聚变研究，俄罗斯也加快了其激光聚变装置的建设规划。本文详细介绍了俄罗斯的极高功率激光大科学装置计划——艾瓦中心极端光研究（eXawatt Center for Extreme Light Studies, XCELS）。

建设计划包括建造一个基于大孔径钕玻璃激光泵浦、大孔径磷酸二氘钾晶体与光学参量啁啾脉冲放大技术的超高功率激光器，预期输出600 PW峰值功率激光脉冲。该激光器可能是有史以来功率最大的激光器，产生的超强激光将在超强电磁场实验物理领域发挥前所未有的作用。

文章信息：Efim Khazanov, Andrey Shaykin, Igor Kostyukov, Vladislav Ginzburg, Ivan Mukhin, Ivan Yakovlev, Alexander Soloviev, Ivan Kuznetsov, Sergey Mironov, Artem Korzhimanov, Denis Bulanov, Ilya Shaikin, Anton Kochetkov, Alexey Kuzmin, Mikhail Martyanov, Vladimir Lozhkarev, Mikhail Starodubtsev, Alexander Litvak, Alexander Sergeev, "eXawatt Center for Extreme Light Studies," High Power Laser Sci. Eng. 11, 06000e78 (2023)

本文全面回顾了位于美国加州的SLAC国家加速器实验室所研发的直线加速器相干光源（Linac Coherent Light Source , LCLS）的升级版本——LCLS-II，以及未来规划中的LCLS-II-High Energy设施中的核心组件：光注入器基础设施。

围绕LCLS-II光注入器，讨论了包括LCLS-II光阴极激光系统、激光加热器、光束传输等子系统及其工程挑战，并强调了关于光注入器激光脉冲的时空整形、可见光范围光电阴极的研发和自适应时空整形的研究。先进的光注入器基础设施可为 LCLS-II 产生高质量的激光束，使仪器具有前所未有的亮度、精度和灵活性。

文章信息：Hao Zhang, Sasha Gilevich, Alan Miahnahri, Shawn Christopher Alverson, Axel Brachmann, Joseph Duris, Paris Franz, Alan Fry, Jack Hirschman, Kirk Larsen, Randy Lemons, Siqi Li, Brittany Lu, Agostino Marinelli, Mikael Martinez, Justin May, Erel Milshtein, Krishna Murari, Nicole Neveu, Joseph Robinson, John Schmerge, Linshan Sun, Theodore Vecchione, Chengcheng Xu, Feng Zhou, Sergio Carbajo, "The Linac Coherent Light Source II photoinjector laser infrastructure," High Power Laser Sci. Eng. 12, 04000e51 (2024)

位于德国达姆施塔特的GSI亥姆霍茨重离子研究中心的高能/高强度激光装置（the Petawatt High-Energy Laser for Heavy-Ion Experiments, PHELIX）自2008年起开始运行。本文介绍了该装置当前的运转进展，以及持续开发和进一步改进取得的成果。

凭借其多功能前端架构，PHELIX能够以长脉冲和短脉冲两种模式运行，产生高达1 kJ和200 J的脉冲能量。短脉冲模式下，PHELIX适用于驱动高能离子、中子、电子和X射线等次级源；长脉冲模式则用于等离子体加热。此外，PHELIX 现在还可用于产生 X 射线，以研究利用 GSI 重离子同步加速器的离子束通过重离子加热产生的极端物质状态。

文章信息：Zs. Major, U. Eisenbarth, B. Zielbauer, C. Brabetz, J. B. Ohland, Y. Zobus, S. Roeder, D. Reemts, S. Kunzer, S. Götte, D. Neidherr, J. Hornung, P. Kewes, D. Schumacher, D. Beck, P. Hesselbach, M. Malki, P. Neumayer, K. Weyrich, A. Tauschwitz, V. Bagnoud, "High-energy laser facility PHELIX at GSI: latest advances and extended capabilities," High Power Laser Sci. Eng. 12, 04000e39 (2024)