Ινστιτούτο Φυσικής Πλάσματος και Λέιζερ

Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο

Ερευνητικές εγκαταστάσεις

Ναυαρχίδα του εξοπλισμού που διαθέτει το IPPL είναι το ισχυρότερο στην Ελλάδα σύστημα υπερβραχέων παλμών λέιζερ, ισχύος 45 TW (1.1 J, <25 fs, 10 Hz), που μπορεί να εστιαστεί σε εντάσεις που ξεπερνούν τα 1021 Wcm-2 επιτρέποντας τη διεξαγωγή πειραμάτων σε ερευνητικά πεδία αιχμής. Επίσης, διαθέτει σύστημα λέιζερ με ιδιαίτερα μικρή χρονική διάρκεια παλμών 7 fs και σταθεροποίηση φάσης (CEP) για πειράματα ειδικών απαιτήσεων, καθώς και σύγχρονα συστήματα λέιζερ στερεάς κατάστασης με χρονική διάρκεια παλμών της τάξης των ps και των ns, με διάφορα μήκη κύματος (χρώματα) εξόδου. Στον εξειδικευμένο εξοπλισμό του IPPL συγκαταλέγονται παλμικές οπτοηλεκτρονικές διατάξεις ισχύος (Plasma Focus, Z-pinch, X-pinch) για την δημιουργία πυκνού και θερμού πλάσματος που αξιοποιούνται τόσο για τη μελέτη της δυναμικής του πλάσματος όσο και για την ανάπτυξη ιδιαίτερων εφαρμογών. Διαθέτει επίσης κατάλληλα εξοπλισμένους θαλάμους κενού για τα πειράματα, καθώς και υψηλών προδιαγραφών λοιπό επιστημονικό εξοπλισμό και διαγνωστικές διατάξεις.

Zeus TW-class ultrafast laser system

TW-class Ti:Sapphire-based ultrafast laser system – Amplitude Technologies S.A. – 45TW, 25fs, single-shot up to 10Hz 35fs,10mJ pp synchronized probe beam
 
 

Experimental vacuum chamber

 
Strong laser-matter interaction chamber Cylindrical stainless steel chamber, 1.5m diameter, 60cm height. Eight ISO-K-200 ports on side, four ISO-K-160 viewports on the top cover. Turbo-molecular vacuum pump on top, supported by oil-free scroll pump. Vacuum pressure below E-6 mbar. Gate valve with window for interconnection with the laser vacuum chamber.

 

Ultrafast Ti:Sapphire laser system

Femtolasers GmbH – Oscillator: <10fs, 400mW (avg), 80MHz CEP-stabilized Amplifier: 35fs, 1.5mJ pp, 1KHz CEP-stabilized External fiber compressor: <7fs, 0.8mJ pp, 1KHz CEP-stabilized

 

Dynamic nanosecond interferometry

Dynamic nanosecond interferometry for plasma and material characterization Single longitudinal mode Nd: YAG laser, 6ns, 850mJ pp (max), 10Hz, four harmonics (Quantel)

Pulsed Power X-pinch Device

High performance X-pinch system and picosecond optical probe diagnostics Picosecond Q-switched laser SBS compressed Nd: YAG laser, 150ps, 250mJ pp(max) 10Hz four harmonics (EKSPLA)

 

ESPI system

Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) system Plasma & material characterization CW, DPSS Lasers for Interferometry and Holography 5W, 532nm, single longitudinal mode (Coherent) Ultra fast laser pulse characterization device (down to 5fs) 3D Holographic Camera MeV Electron Magnetic Energy Analyzer

Plasma focus device

Maximum Stored Energy ~ 400J at 19kV, Total Capacitance 2020nF ± 10%, Equivalent Inductance 38nH, Equivalent Resistance 87.4mΩ, Peak Current at 19kV ~90kA

 

Experimental equipment and diagnostics for laser machining 

The conventional machining equipment of IPPL consists of two lathes, a drilling and a 3-axis milling machine. Additionally, a 3-axis CNC milling is now equipped by a laser head base that hosts the LightCutter laser cutting head and the welding head YW30 of Precitec which are assembled with the Pipa-Q connector to the powerful CW 2kW Trumpf fiber optic laser. In addition, a collimator of SPI is also available and capable of delivering a laser beam of 1 cm diameter, even from 10 m. The laser beam is transmitted along a 5 m optical fiber of 0.1 mm. The thermal camera Optris is the basic diagnostic tool, extra equipped by in-house developed focal optics. IPPL is also equipped with sensors for stress and strain measurements: strain gauges and thermocouples and the corresponding hardware and the data acquisition software.