近期，欧洲研究中心ELI-ALPS（Extreme Light Infrastructure Attosecond Light Pulse Source）、固态/光纤激光器开发商EKSPLA和飞秒光学参量放大器（OPA）制造商Light Conversion建立了合作，并签署了一项研发合同以建造新的激光器系统SYLOS3，如图1所示，计划安装在匈牙利塞格德的ELI-ALPS中。

图1 SYLOS3系统示意图

SYLOS3系统预计耗资600万欧元，旨在实现重复频率1 kHz、脉冲时间8 fs、峰值功率15 TW的超高功率激光器，与已经安装在ELI-ALPS上的现有SYLOS2A系统（重复频率1 kHz、脉冲时间6.3 fs、峰值功率4.5 TW）相比，其峰值功率和平均功率均可提高3倍以上。

SYLOS3激光系统计划基于OPCPA（Optical Parametric Chirped-Pulse Amplification，光参量啁啾脉冲放大）技术进行设计。该技术是由维尔纽斯大学开发，并由于它在抽运效率、对比度、带宽以及辐射控制程度方面优于传统的飞秒（Ti：蓝宝石激光）技术，因此被认为是产生高强度辐射的首选方案之一。

该系统将通过气体和表面高次谐波的产生以及电子加速来产生相干X射线辐射，并与市场上其他以单脉冲或低频方式运行的太瓦级系统不同，新的SYLOS3系统将以1 kHz的重复频率运行，从而更好地服务于各种实验及应用。

虽然与SYLOS2系统相比，SYLOS3系统峰值功率增加了3倍，但同时也意味着系统复杂性也提高了3倍，因此新系统将面临散热、功耗、安全性、空间、重量以及多通道组合等一系列挑战。

为了确保系统的可靠性（脉冲为120 mJ时，CEP稳定性低于250 mrad，能量稳定性低于1%），研究人员将从头开始设计和制造新系统，并将所有制造流程放置在立陶宛的维尔纽斯进行，预计将在2022年底完成交付和安装，如图2所示。

图2 SYLOS3系统安装成品示意图

新系统的建立将使研究人员能够从基础理论阶段进入到应用科学实验阶段，并将实验提高到一个新的水平以开发有前途的未来技术，如激光粒子加速器、阿秒脉冲计量、非线性XUV/X射线、4D成像等工业、生物和医学应用。