Nyelv

 

Paraméterek

Extreme Light Infrastructure (ELI)
Attosecond Light Pulse Source (ALPS)

 
1. Bevezetés

 A Szegeden épülő ELI-ALPS a terahertzestől a röntgentartományig terjedő, egyedülállóan széles spektrumtartományt átfogó berendezés lesz. Femtoszekundumos, infravörös-közeli, korábban nem előállított lézerimpulzusok fognak több másodlagos forrást vezérelni, köztük terahertzes, közép-infravörös, ultraibolya, extrém-ultraibolya és röntgen-impulzusokat előállítani. E „villanások” időtartama a hullámhossztól függően a néhány pikoszekundumostól (10-12 s) a femtoszekundumoson (10-15 s) keresztül egészen az attoszekundumosig (10-18 s) is terjedhet, ezzel teremtve különleges kutatási körülményeket

A létesítmény két lépésben valósul meg: 2015 végére szerényebb energiájú és valamivel hosszabb időtartamú impulzusokkal üzemelnek majd a lézerek, a másodlagos impulzusok előállítása és a felhasználói kísérletek 2016 elején kezdődhetnek. 2017 végére elkészülnek a végerősítők, megtörténik a másodlagos források finombeállítása és a berendezések elérik a tervezett paramétereket.

Az építési szakasz (2013-2017) lezártával a létesítmény sokrétű alkalmazása kezdődhet: alkalmazott kutatás és fejlesztés, innováció, multi- és interdiszciplináris biológiai és biofizikai, kémiai, anyagtudományi, energetikai kutatások, stb.

Mivel a berendezés egyedülálló paraméterkombinációval rendelkező kompakt, nagyfényességű fotonforrás lesz, biológiai, orvosi és ipari alkalmazások is valószínűsíthetők. Nagyfényességű, lézeres röntgenforrásként, melynek paraméterei részben összemérhetők a nagy, harmadik generációs szinkrotronos sugárforrásokéival, sőt, a negyedik generációs önerősített spontán emissziós (SASE) szabad-elektron lézerekéivel is, sok olyan kísérlet illetve alkalmazás laboratóriumi méretekben való elvégzésére nyújt lehetőséget a belátható jövőben, amelyek most még csak ezekkel a hatalmas méretű berendezésekkel végezhetők el.

 

 

2. A létesítmény szerkezete

A tudományos berendezések túlnyomó részét a fő technológiai épületbe telepítik (2.1 ábra). A legfontosabb  alkotórészek: lézerek, nyalábvezető, másodlagos források, célkamrák és kiegészítő technikai berendezések.

Az ELI-ALPS három fő lézerrendszerből és néhány kisebb egységből fog állni.  Egy lézerrendszer számos, optikai asztalon elhelyezett optikai és lézeregységből áll. A nyalábvezető egy vákuumos nyalábrendszer, amely az egyes nyalábokat a másodlagos források és a célkamrák felé továbbítja.

 

 

 

 

A lézerimpulzusokat a másodlagos forrásoknál és a célterületeken használják fel. Másodlagos fényforrás előállításakor a lézerimpulzusokat megfelelő anyagra (gáz, szilárd felület, optikai kristály) irányítják, ahol úgynevezett másodlagos sugárzás (röntgen-, távoli ultraibolya, távoli infravörös, terhertzes, stb. sugárzás) keletkezik. A célterületen a direkt lézerimpulzusok és a másodlagos sugárzások is alkalmasak kísérletek vagy mérések elvégzésére.

Mivel a tervezett paraméterek olyan különleges kombinációt képviselnek, amely semmilyen más laboratóriumban vagy létesítményben nem áll rendelkezésre, az ELI-ALPS egyedülálló lehetőségeket teremt. Ennek köszönhetően jelentős felhasználói érdeklődés várható az attoszekundumos kutatói közösségen kívülről is. Az ELI-ALPS hozzájárul a nagyberendezések laboratóriumi méretűvé redukálásához – egyaránt értve ezalatt a geometriai méretek és a költségek csökkentését is -, lehetőséget teremtve ezáltal olyan biológiai, orvosi vagy akár ipari alkalmazásokra is, amelyeknek eddig gátat szabott a nemzetközi nagyberendezések korlátozott nyalábideje. Sok biológiai illetve orvosi alkalmazáshoz továbbá olyan különleges laboratóriumi körülmények (tisztaság, biológiai biztonsági feltételek, betegellátásra alkalmas környezet, stb.) szükségesek, amelyek a nagyberendezésekkel ellátott létesítményekben nem valósíthatók meg. Az ELI-ALPS figyelembe veszi ezeket a szükségleteket, és maximális rugalmasságot biztosít kielégítésükre.

 

 

3. Fotonforrások röntgensugárzástól a terahertzes sugárzásokig

A felhasználók számára mind az elsődleges (lézer-), mind a másodlagos (lézerrel gerjesztett) források igen vonzóak lesznek:

A) magas ismétlési frekvenciájú, PW teljesítményű, femtoszekundumos lézernyalábok

B) magas ismétlési frekvenciájú, nagyfényességű közép-infravörös és terahertzes nyalábok

C) 10 eV-tól sok-10 keV-ig terjedő energiájú, extrém-ultraibolya és röntgen-fotonokat szolgáltató, hatékony, gázatomokból (GHHG) vagy szilárd felületekről (SHHG) keltett magasrendű harmonikus-források (HHG)

D) a 2015-2018-ig tervezett intenzív fejlesztési szakasz után akár 100 keV energiát elérő röntgenfotonokat szolgáltató relativisztikus lézer-elektron Thomson-szórásos forrás.

 

 

 

 

 

Ezek a különleges tulajdonságok több, egyedülálló paraméterekkel bíró másodlagos forrást tesznek lehetővé, köztük terahertzestől röntgenig terjedő fényforrásokat és részecskeforrásokat. Az egyedülálló forrásparaméterek az atomtörzsi és vegyértékelektronok tanulmányozására érdekes, újszerű módszereket tesznek lehetővé, utat nyitnak az attoszekundumos 4D képalkotás, a relativisztikus kölcsönhatásokvizsgálata, az anyagok intenzív terahertzes terekkel való manipulációja, és különböző biológiai, gyógyászati és ipari alkalmazások felé.

 

 

 

4. Elsődleges források – a lézerrendszerek általános leírása

Mindhárom fő lézerforrás (4.1 ábra) egyedülálló paraméterekkel – extrém sávszélességgel, az előállított tér ciklus alatti fáziskontrolljával, nagy ismétlési frekvenciával – rendelkezik. Ehhez járul még a csúcstechnológiát képviselő, dióda-alapú szilárdtest lézerrel pumpált, optikai parametrikus csörpölt impulzuserősítés (OPCPA) nagymértékű, de nem kizárólagos használata. A SYLOS és a HR lézerek keresztpolarizált hullámmal való nemlineáris szűrést és az üreges optikai szálban történő impulzuskompressziót alkalmazó két erősítőfokozatot tartalmaznak.

 

 

 

 

4.1. Magas ismétlési frekvenciájú (HR) lézer

Az ytterbiummal szennyezett szál-lézer femtoszekundumos impulzusait két részre osztjuk. Az egyik rész optikai szál erősített és oktávot átfogó sávszélességű, folytonos spektrumú fehér fényt ad. 100 kHz-en feed-forward technológiával végrehajtott CEP-stabilizáció után a megnyújtott impulzusok az első OPA-szintre jutnak. Ezeket az oszcillátor-nyaláb másik részével gerjesztett optikai szál erősítőkkel pumpálják, ügyelve a pumpa- és a magimpulzusok nagy pontosságú optikai szinkronizációjára. A második erősítő ág innoslab technológiát használ, mJ-tartományba emelve az impulzus energiáját. A teljesítmény-erősítőt, amelyet a második fázisban telepítenek, tárcsalézerrel pumpálják, legalább ötszörösére növelve az impulzus energiáját.

 

 

4.2. Egyciklusú (SYLOS) lézer

A létesítmény tudományos gerincét a SYLOS lézer jelenti: extrém CEP- és energia-stabilitás mellett magas szintű lézeres irányítást és vezérlést várunk tőle. 

A megvalósítás első szakaszában 7 fs-nál rövidebb, 30 mJ energiájú impulzusokat generálunk merőlegesen polarizált hullám által generált és tovább erősített impulzusokból nagyenergiájú üreges optikai szálban való nemlineáris impulzus-kompresszióval. A megvalósítás második szakaszában optikai parametrikus erősítők fogják a kívánt 100 mJ fölé emelni az impulzusok energiáját, feltételezve, hogy addigra rendelkezésre állnak majd ns-nál rövidebb időtartamú, négyzetes nyalábot szolgáltató, megbízható pumpalézerek. Az egyciklusú impulzusokat szolgáltató rendszer 2020-ra épül ki

 

 

 

                       

4.3. Nagy térerősségű (HF) lézer

A rendszer petawatt osztályú részének célja, hogy 1-3 PW csúcsteljesítményű impulzusokat szolgáltasson olyan paraméterekkel, melyek egyesítik a nagy (1012) időbeli kontrasztot a lehető legrövidebb impulzushosszal és a legnagyobb ismétlési frekvenciával (4.3 ábra). A petawattos teljesítményű ág 5-10 Hz frekvencián működik, míg a második ág valamelyest kisebb teljesítményt nyújt, ám nagyobb ismétlési frekvenciával (100 Hz, 0,5 J). A HF szinkronizálva lesz a SYLOS rendszerrel, hogy a nagy ismétlési frekvenciájú HF ágat a SYLOS rendszerrel együttműködésben is lehessen a kísérletekhez használni. Az első megvalósítási fázis során a lézer mindkét ága csaknem teljesen elkészül (a 4.3 ábrán kékkel jelölve). A petawattos ág optikai parametrikus erősítéssel működő szakaszai 10 femtoszekundumnál rövidebb, 1 J energiájú és 10 Hz-es ismétlési frekvenciájú impulzusokat állítanak elő, míg a kompresszor már 60 joule-nál nagyobb energiájú optikai impulzusok fogadására lesz méretezve, és sávszélessége 10 femtoszekundumnál rövidebb impulzusokat támogat majd. A végső szakasz (lilával jelölve), mely a megvalósítás második fázisában készül el, titán-zafír technológián alapulhat, mivel az erősítési sávszélesség beszűkülése ebben a fázisban elég alacsony lesz ahhoz, hogy 15 femtoszekundumnál rövidebb impulzusokat tegyen lehetővé. Lényegesen rövidebb impulzusok érhetők el egy optikai parametrikus erősítővel. Ugyanakkor, a parametrikus szuperfluoreszcencia kontrasztjának és a lézervezérlés ellenőrzésének megfelelő szintjét még meg kell valósítani a petawattos optikai parametrikus erősítő (OPA) fokozatokra.

 

 

 

 

 

5. Attoszekundumos források

A létesítmény minden lézerforrásának elsődleges célja, hogy rendkívül rövid (attoszekundumos) fényimpulzusokat hozzon létre. Mivel a látható hullámhossztartományba eső lézerimpulzusok impulzushossza nem lehet lényegesen rövidebb a fény oszcillációs ciklusánál (~2,5 femtoszekundum a legtöbb itteni lézerrendszer esetén), a lézersugárzást egy magasrendű felharmonikuskeltésnek („high harmonic generation,” HHG) nevezett folyamat során át kell alakítani attoszekundumos impulzusokká. Az extrém ultraibolya spektrális tartományban előállított magasrendű felharmonikusok széles spektruma teszi lehetővé az attoszekundumos impulzusok gerjesztését. Ezen impulzusok sokkal rövidebb időtartamúak: néhány tíztől néhány száz attoszekundumig terjed a hosszuk.

 

Az attoszekundumos impulzusok előállításához egyaránt használunk majd lézer-atom és lézer-szilárdtest kölcsönhatást. A magasabb rendű harmonikusok előállításának bevettebb módja lézer-atom kölcsönhatáson alapul, amely a felhasználói kísérletek céljára lehetővé teszi olyan szabványos attoszekundumos nyalábvonalak építését, amelyek a lézer és gázatomok kölcsönhatását használja ki. Magasrendű felharmonikusok előállítását szilárd céltárgyakkal (SHHG) is tervezik. Az attoszekundumos impulzuselőállítás e módszere jelenleg még kutatások tárgyát képezi. A várakozások szerint ezzel a módszerrel minden korábbinál magasabb fotonáram, sőt akár attoszekundumos röntgenimpulzusok is elérhetők.

 

Az egyes attoszekundumos technológiai megoldások eltérő kiforrottsága miatt a létesítmény több attoszekundumos nyalábvonalnak ad majd otthont, melyek egyrészt a várható felhasználói igényekre, másrészt a források továbbfejlesztésére irányuló kutatások céljaira lesznek optimalizálva. A forrásfejlesztési nyalábvonalak az attoszekundumos impulzusgerjesztés folyamatának vizsgálatára és továbbfejlesztésére lesznek elkülönítve, amíg a felhasználói nyalábvonalak belső és külső kutatói csoportok rendelkezésére fognak állni különböző atomi, molekuláris és szilárdállapotú rendszerek úttörő jellegű, időben felbontott kísérleteihez.

 

 

5.1. GHHG attoszekundumos nyalábvonalak

A magasabb rendű felharmonikusokat alkalmazó nyalábvonalak egyedi paramétereket céloznak meg. Csak néhányat említve ezek közül, melyek a jelenlegi technológiai csúcsteljesítményen túlmutatnak: az 1 kHz ismétlési frekvenciával működő attoszekundumos forrás teljesítményére vonatkozó becslések kiváló térbeli koherenciával bíró izolált impulzusokat jósolnak a 10-40 eV spektrumtartománytól (200 nJ impulzusenergiával és >60 attoszekundumos impulzushosszal) a 200-330 eV tartományig (1 nJ impulzusenergiával és >6 attoszekundumos impulzushosszal). Az attoszekundumos impulzussorozatoknak pedig jellemzően még ezeknél is egy nagyságrenddel nagyobb az impulzusenergiájuk. Az 1 nJ impulzusenergiájú, kb. 50 attoszekundumos impulzusok 100 kHz ismétlési frekvenciával kínálnak kiváló környezetet a koincidencia vizsgálatokhoz és az alacsony hatáskeresztmetszetű folyamatok kutatásához (5.1 ábra).

A létesítmény száloptikai és gázfúvókás céltárgyakon alapuló, hagyományos felharmonikuskeltési módszereket kínál, és innovatív fejlesztéseket fog elvégezni a forrásokon a fotonáram növelése és az attoszekundumos impulzusok hosszának csökkentése érdekében. A nyalábvonalakat úgy tervezik, hogy EUV-pumpa EUV-próba vagy közép-infravörös/infravörös/UV-pumpa/próbakísérleteket tegyenek lehetővé. Ez a képességük egyedülálló lehetőséget nyújt pl. a biológusok és vegyészek számára a makromolekulákban indukált ultragyors időbeli változások tanulmányozására.

 

 

 

 

 

 

5.2 SHHG attoszekundumos nyalábvonalak

Az ALPS HF lézer paramétereinek felharmonikuskeltési szimulációi a következő impulzusenergiákat vetítik előre: 10 mJ/impulzus a 100 attoszekundumnál kisebb impulzushosszak, alacsony fotonenergiák (20-70 eV) esetén, és 10 µJ/impulzus a kb. 5 attoszekundumos, magas fotonenergiájú (0,4-1 keV) röntgenimpulzusok esetén. Az ELI-ALPS SHHG nyalábvonala az első felhasználó-orientált nyalábvonal, mely az EUV nyaláb teljes karakterizációját is biztosítja, beleértve annak időbeli, térbeli és spektrális karakterizálását is. Mivel az SHHG folyamat alapjai még intenzív vizsgálat tárgyát képezik, az ELI-ALPS SHHG nyalábvonal a magas fluxusú és ultrarövid attoszekundumos impulzus előállítás megértésének előmozdítását veszi célba.

 

 

5.3 Újfajta attoszekundumos források

Olyan újfajta attoszekundumos forrástípusok használatát is tervezzük, mint (1) lézerrel besugárzott, nanométeres vastagságú fóliák alkalmazása relativisztikus elektronok ultrarövid csomagjain való koherens Thomson-szóráshoz és (2) terahertzes sugárzással támogatott attoszekundumos források. Ez a nyalábvonal 1 hertzes ismétlési frekvenciával működő forrás fejlesztését szolgálná. Az emisszió alapját a relativisztikus lézerimpulzusok elektronjainak nemlineáris mozgása képezi. Ugyanakkor, az ilyen, néhány nanométeres szilárd céltárgyak esetén, a fólia minden elektronja koherensen mozog a lézertérben. Egy jól időzített, ellenkező irányban haladó lézerimpulzus visszaszóródhat erről az ultrasűrű elektroncsomagról, majd eltolódhat egy magasabb frekvenciára a relativisztikus Doppler-eltolódásnak megfelelően. Az elektroncsomag egyszerűen elkülöníthető a keltőimpulzustól egy második fólia alkalmazásával, mely visszaveri ugyan a lézersugarat, de elég vékony ahhoz, hogy az elektroncsomag áthaladhasson, mielőtt az ellenkező irányban haladó lézerimpulzus visszaverődik róla. Mivel a gerjesztő mező így „ki van kapcsolva”, a tükörszerű visszaverődés maximalizálható. A legfrissebb ezirányú eredményekből  extrapolálva a következő attoszekundumos impulzusparaméterek várhatók az ELI-ALPS-ban: fotonenergiák >1 keV, impulzusenergia >1 mJ, fotonfluxus >1012 foton, impulzushossz < néhányszor 10 attoszekundum.

 

 

5.4 Érzékelő- és mérőberendezések

Olyan sokoldalú érzékelők és periférikus eszközök állnak majd a felhasználói közösség rendelkezésére, mint a kétoldalas (elektron-ion) sebességtérkép leképező („velocity map imaging” VMI) spektrométerek, reakció-mikroszkópok, EUV-nemlineáris interferométerek, EUV-pumpa-EUV-próba berendezések, EUV-IR keresztkorrelátorok, nagy felbontású ionmikroszkópok, nagy felbontású elektron-, ion- és fotonspektrométerek és más diagnosztikai eszközök (5.2 ábra).

 

 

5.2 ábra Az ELI-ALPS létesítmény egy sokoldalú műszerének koncepcióterve

 

 

 

6. Részecskeforrások és terahertzes sugárforrások

 

6.1. Részecskegyorsítás

Az ELI-ALPS két elektrongyorsító forrásnak ad majd otthont. Egyiküket a SYLOS 1 kilohertzes lézerforrás, a másikat pedig a nagy térerősségű 10 hertzes lézerrendszer fogja gerjeszteni. Az 1 kilohertzes elektrongyorsító munkaállomás 2D és 3D PIC szimulációi a relativisztikus elektroncsomag következő paramétereit vetítik előre: az 1-100 MeV tartományba eső elektronenergiát, 500 A körüli csúcsáramot, 1 π mm×mrad nagyságrendű emittanciát (a gyorsító kimeneténél), néhány femtoszekundum hosszú csomaghosszt és kis relatív energiaszórást (<10% r.m.s.). A 10 hertzes elektron nyalábvonalhoz egylépcsős és kétlépcsős (injektálás-gyorsítás) lézerplazma-gyorsító sémák jönnek szóba. Ilyen sémák esetében a 3D PIC szimulációk azt mutatják, hogy az 1-10 PW teljesítményosztályú lézernyalábok, mint amilyen az ELI-ALPS HF rendszere is, jó minőségű, kvázi-monokromatikus, néhány GeV-os elektronnyalábokat eredményeznek, nanocoulombnál kisebb töltésekkel és 5-10% közötti relatív energiaszórással.

Az elektrongyorsító nyalábvonalak megépítése mind az 1 kilohertzes, mind a 10 hertzes változatban kétkamrás kialakításon fog alapulni. Az első vákuumkamrában történik az elektronok keltése, a második vákuumkamra (vagy kisebb vákuumkamrák láncolata) pedig műszereknek és diagnosztikai eszközöknek ad helyet.  

Az 1 kilohertzes ismétlési frekvenciájú elektrongyorsító számos kísérletben másodlagos sugárforrásként is használható a koherens átmeneti sugárzás és a koherens diffrakciós sugárzás területén. Alkalmas Thomson és/vagy Compton hátraszóró forrásként való alkalmazásra is. A gammasugarak fékezési sugárzáson alapuló forrása – az elektronnyalábot megfelelően nagy tömegsűrűségű céltárgyon keresztülvezetve – MeV-os fotonokat képes előállítani megfelelő fluxussal. A 10 hertzes elektrongyorsító nyalábvonal alkalmas lehet intenzív röntgensugárnyalábok előállítására. A nyalábvonal nagyenergiájú Compton, betatron vagy fékezési röntgensugárforrásként is hasznos lehet.

A HF lézer egy elkülönített kísérleti kamrában elhelyezett lézer-ion forrást is meg fog hajtani. Sokoldalú műszerek állnak majd rendelkezésre a létrehozott ionnyaláb, elektronok, plazmaképződés, céltárgy-sűrűség és a sugárzási dózis tulajdonságainak megfigyelésére. Az ELI-ALPS ideális helyzetben van az intenzív terahertzes impulzusokkal végzett lézeres utógyorsítás teljesen új elgondolásainak tesztelését tekintve is. A lézergyorsított ionok a sugárbiológia és sugárgyógyászat területén végzett regionális kísérleteket is támogatnák.

 

 

6.2. Nagy intenzitású terahertzes sugárforrások

A terahertzes tartományú, rendkívül nagy csúcsintenzitású, impulzusalapú elektromágneses sugárzás egyedi alkalmazási lehetőségeket kínál, potenciális tudományos felfedezések és alkalmazások óriási lehetőségét biztosítva. Ez a potenciál egyrészt az anyagnak kimondottan a terahertzes sugárzás számára elérhető tulajdonságaiból adódik (molekulák, nanostruktúrák, kondenzált anyagok – a biomolekulákat is beleértve). Másrészt, a terahertzes tartományban a sugárzás hullámhossza éppen megfelelő sok innovatív alkalmazáshoz, lehetővé téve olyan eszközök építését, melyek gyakorlatilag lehetetlenek lennének más típusú sugárzások használatával. Ez utóbbi alkalmazástípusok közé tartozik különösen a töltött részecskék manipulációja.

Az ELI-ALPS intenzív és ultraintenzív terahertzes sugárforrásokat tesz majd elérhetővé új alkalmazásokhoz és a felhasználói közösség igényeinek kielégítésére. Intenzív terahertzes sugárforrásokat igénylő alkalmazások a (I) multispektrális egyimpulzusos leképezés és a (II) nemlineáris terahertzes spektroszkópia. Az alkalmazások egy új osztályához még intenzívebb terahertzes impulzusok szükségesek, extrém nagy térerősségű terahertzes mezőkkel: (III) terahertzes támogatású attoszekundumos impulzuskeltés, (IV) extrém nagy térerősségű terahertzes mezőkkel folytatott vizsgálatok, (V) relativisztikus elektronnyalábok manipulációja és jellemzése, és (VI) lézeres plazmagyorsítók által előállított protonnyalábok utógyorsítása. A THz-es impulzusok felhasználhatók attoszekundumos időfeloldott vizsgálatokhoz nagy időablakkal. Ezen alkalmazások némelyikéhez szükséges a terahertzes impulzusok femtoszekundumos pontosságú szinkronizációja más spektrumtartományok ultrarövid impulzusaihoz.

Az ilyen érdekes, új alkalmazások az 1 THz körüli frekvenciatartományban jelenleg elérhetőnél egy vagy két nagyságrenddel nagyobb terahertzes térerősségeket igényelnek. Az ELI-ALPS a legnagyobb intenzitású, impulzusalapú terahertzes sugárzás egyedi forrásait fogja kínálni, a fő lézerforrásokhoz pontosan szinkronizáltan. Nagy intenzitású, ultrarövid terahertzes források állnak majd a felhasználók rendelkezésére, példátlan elektromos térerősség csúcsértékkel (akár 100 MV/cm) és több mJ-os impulzusenergiával. Ezek lehetővé fogják tenni az új spektroszkópiai kutatásokat, beleértve az attoszekundumos impulzusok előállításának továbbfejlesztését, valamint a gyorsított részecskék manipulálását is, a molekuláktól kezdve a nanostruktúrákig. Ezeket az ELI-ALPS tervezett különböző sugárforrásaival (a röntgensugárzástól az infravörös hullámhosszakig) együtt használva, az ultrarövid impulzushosszak a strukturális és dinamikai kutatások példátlan kombinációját teszik majd lehetővé.

 

 

 

7.  A létesítmény laboratóriumai és műhelyei

A felhasználók és a helyben foglalkoztatott tudósok kísérleti és elméleti kutatásainak támogatására belső szolgáltatási egységek összetett hálózatát alakítjuk ki, magasan képzett technikai személyzettel. Ezekre az egységekre vonatkozó kulcsfontosságú követelmény a magas minőség, a megfelelő kapacitás, a rövid szállítási idő és kreatív mérnöki háttér a tervezéshez.

 

 

7.1 Előkészítő laborok

Az optikai előkészítő és párologtató laboratórium képes lesz egyedi igényeket kielégítő többrétegű optikákat megtervezni, és azokat elkészíteni egészen nagy átmérőkig terjedően, az infravöröstől a röntgensugárzásig terjedő tartományokban való alkalmazásokra. Szükség van egy elektronsugaras litográfiára és plazmamarásra alkalmas létesítményre is.

Kiépül majd egy optikai metrológiai laboratórium is, minőségbiztosítási célú diagnosztikai berendezésekkel felszerelve. A szubsztrátumok és optikai bevonatok felületi és térfogati minőségének jellemzésére lézer-interferometria használható. A mérőfelszereléseknek a következőket kell tartalmazniuk: egy fázistoló interferométer a háromdimenziós hullámfront topográfia meghatározásához; egy impulzusüzemű lézer által gerjesztett interferométer a gáz fúvókák jellemzéséhez; egy mozgatható mikroszkóp a buborék- és zárványtartalom, továbbá a bevonatolási hibák mérésére; egy spektrofotométer a bevonatok optikai jellemzésére; egy Stylus típusú profilométer; egy szórásvizsgáló berendezés; egy fehérfény-interferométer csoportkésés diszperzió jellemzésére és egy femtoszekundumos, a roncsolási küszöböt meghatározó tesztrendszer. 

 

Egy csúcstechnikát képviselő céltárgy előállító laboratórium lehetővé teszi majd céltárgyak készítését speciális alkalmazások számára, beleértve azokat, melyek intenzív, magas ismétlési frekvenciájú forrásokat alkalmaznak.

 

 

7.2 Diagnosztikai laborok és informatikai támogatás

Kiépül egy mikroszkóplabor optikai mikroszkópokkal, atomi erő mikroszkóppal, alagútmikroszkóppal, pásztázó elektronmikroszkóppal és lehetőség szerint magmágneses rezonanciás eszközzel.

Szükséges egy jelentős számítási erőforrásokkal bíró számítógépes klaszter a numerikus szimulációkhoz, melyek pl. a lézerplazma kísérleteket vagy a sokréteges tükörfejlesztést támogatják. A további szolgáltató egységek és munkacsoportok közé tartozik még egy kémiai laboratórium és egy adatgyűjtési és informatikai csoport, mely támogatja a felhasználókat az adatgyűjtés, a mérések kiértékelése és a modellezés során, és emellett karbantartja a számítástechnikai berendezéseket.

 

 

7.3 Műhelyek

 

7.3.1. Gépészeti műhelyek

Speciális, egyedi igényeket kielégítő optomechanikai és vákuum elemek helyben történő megtervezése és legyártása történik majd itt a lézeres és kísérleti területeken dolgozó tudósok és a technikusok, valamint a műhelyek mérnökeinek szoros együttműködésével. A műhelyeket olyan nagy precíziós gépekkel kell felszerelni, mint a CNC vezérelt esztergagép, kicsi, közepes és nagyméretű marógép, fémhajlító, mechanikus és lézer-vágógép, fűrészgép, normál és vákuum hegesztő berendezés, stb.

 

7.3.2. Elektronikai műhely

A mérőberendezések, a nyalábátviteli és vezérlési rendszerek egyedi elektronikai alkotórészeinek gyártására kerül sor ezekben a műhelyekben képzett technikusok és mérnökök közreműködésével. Az elektronika műhely vállalja a létesítmény berendezéseiben bekövetkező meghibásodások, és – különleges megállapodások keretében és sürgős esetben – a felhasználók berendezéseinek javítását is. Mivel az ELI-ALPS az ultragyors eseményekre specializálódik, amely számos alkotórész, lézer, detektor precíziós időzítését, egyedi elektronikai részek beépítését teszi szükségessé, ennek a műhelynek rendelkeznie kell olyan szélessávú frekvencia tartományokra alkalmazható speciális eszközökkel és diagnosztikával is, mint a high-end oscilloszkóp, frekvencia generátor, frekvenciaszámláló, spektrumanalizátor, stb., valamint rendszerintegrációs eszközökre is szükség van a lézerek irányításához, egymásba illesztéséhez, a biztonsági rendszerhez, detektáláshoz és adatgyűjtéshez.