L4 ATON激光器输出功率突破5拍瓦

近日据外媒报道，极端光学基础设施（ELI）-ELI光束中心的L4 ATON千焦级激光器实现峰值功率超过5拍瓦的突破。该演示证明L4激光器在此能量级别下能够安全可靠运行，这对实现更高功率升级和开展科学实验具有重要意义。

在九月的测试活动中，旗舰型L4 ATON系统展现出将786焦耳能量压缩至154飞秒的激光性能，对应峰值功率达5.1拍瓦。这标志着当前全球多拍瓦功率级别激光器取得的最高脉冲能量纪录。

上月测试活动证实，ELI光束中心的L4 ATON激光器可安全实现超过5拍瓦的峰值功率运行

“这一成就的价值远超数字本身，”ELI ERIC总干事Allen Weeks表示，“它既证明了ELI技术的成熟度，也确立了ELI作为世界顶尖科研设施的地位，将为科学家开展高强度激光领域的突破性实验提供支撑。”

L4 ATON激光系统由美国国家能源公司、立陶宛EKSPLA公司与ELI光束中心团队组成的国际联盟共同研制。该系统创新性地将光学参量啁啾脉冲放大技术与千焦耳级液冷玻璃放大器相结合，实现了每分钟发射一次的重复频率，较同能量级别激光器提升了一个数量级。

自2018年安装以来，ELI光束中心激光与工程团队主导了一系列升级，在放大器冷却、激光诊断、控制系统及自适应光学等领域引入创新技术。这些升级显著提升了光束质量、稳定性与可靠性，逐步构建起在高能量高重复频率激光系统设计、校准及运行方面的独特专有技术。

为完成飞秒脉冲最终压缩，科研团队专门建造了真空压缩系统

为完成飞秒脉冲的最终压缩，研究人员建造了长达18米的真空压缩系统。通过与劳伦斯利弗莫尔国家实验室的合作，成功研制出新型多层介质衍射光栅。这项关键创新使光学元件能够在极高能量密度下稳定运行。

自2021年起，L4 ATON激光器已持续为等离子体物理平台（P3）的科学实验提供支持。今年12月将启动系统调试计划，把该激光器与新建实验装置进行集成，为2027年启动的ELI用户计划开展外部用户实验奠定基础。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员协助开发了新型多层介质衍射光栅

凭借其高稳定性和每分钟重复实验的能力，L4 ATON激光器为激光驱动粒子加速、极端状态物理、强场量子电动力学研究开启了新的可能，并推动激光驱动核聚变研究取得新突破。

ELI团队正在分析性能数据，计划于2026年将功率提升至10拍瓦。这一升级将大幅拓展装置的实验能力，进一步巩固ELI在高强度激光科学领域全球领先研究设施的地位。