The LAS-COMB project aims to develop and demonstrate a hybrid control system for the synchronization and coherent beam combination (CBC) of high-power femtosecond Ti:sapphire laser pulses. The approach integrates interferometric and nonlinear optical techniques to achieve sub-40 nm optical path stabilization and femtosecond-level synchronization between independently amplified laser pulses. Using continuous-wave reference beams and real-time feedback, the system enables precise phase and timing control necessary for efficient (>90%) coherent combination in parallel (tiled-aperture) configurations. Proof-of-principle experiments will be conducted on terawatt-class femtosecond laser systems, with the goal of scaling the method to petawatt-class beams at the ELI-NP facility, ultimately enhancing peak intensities for extreme light–matter interaction experiments.

The project objectives are: (i) The development of a new path difference control system, based on interferometric techniques, suitable for low repetition rate high power Ti:Sapphire femtosecond lasers coherent beam combination; (ii) Development of a hybrid control method for assessment and fine tuning of temporal overlap and relative timing jitter control of the two amplified compressed laser pulses; (iii) Proof-of-principle experiments of femtosecond pulses CBC wil be performed using available TW-class femtosecond laser systems; (iv) Conceptual design of a control system for two PW-class femtosecond laser pulses synchronization and CBC, that could be implemented at ELI-NP laser facility.

INFLPR:
• Dr. Sandel Simion
• Dr. Razvan Ungureanu
• Dr. Razvan Dabu
• Dr. Gabriel Cojocaru
• Drd. Alexandru Mihalcea
• Drd. Cecilia Oanca
• Dr. Mihai Serbanescu
• Dr. Constantin Diplasu
• Dr. Georgiana Ciubega
• Dr. Alexandru Achim
• Dr. Aurelian Marcu
ELI - NP:
• Dr. Ioan Dancus
• Dr. Daniel Ursescu
• Drd. Andrei Naziru
• Drd. Alice Dumitru
• Tech. Ana Lupu
• Dr. Sergiu Rusnac
• Dr. Lidia Vasescu
• Dr. Vlad Popescu

- An experimental setup integrating two multi-pass bow-tie parallel amplifiers, both seeded from a common front-end, has been implemented within the Ti:sapphire CPA high-power ultrashort laser system at the TEWALAS Laser Facility.
- An interferometric control method based on quadrature electrical signal generation has been developed and is currently under testing; it employs fast photodiodes to monitor the dynamics of the interference pattern in real time.
- A nonlinear optical control scheme utilizing a Type I noncollinear second-harmonic generation (SHG) configuration for femtosecond pulse overlap control has been designed and will soon be incorporated into the experimental setup.

Proiectul LAS-COMB își propune să dezvolte un sistem hibrid de control pentru sincronizarea și combinarea coerentă (CBC) a fasciculelor laser provenite din pulsuri laser de femtosecunde Ti:safir de mare putere. Abordarea integrează tehnici interferometrice și de optică neliniară pentru a obține o stabilizare a drumului optic cu o precizie sub 40 nm și o sincronizare la nivel de femtosecunde între pulsurile laser amplificate separat. Folosind fascicule de referință în regim continuu și un sistem de corecție în timp real, metoda permite controlul precis al fazei, necesar pentru maximizarea eficienței de combinare coerentă (>90%) în configurație paralelă. Experimente demonstrative sunt in curs de realizare pe sisteme laser de femtosecunde de clasa TW, urmând ca metoda să fie extinsă la fascicule de clasa PW la instalația ELI-NP, cu scopul de a crește intensitățile de vârf pentru experimente dedicate interacțiunii luminii cu materia.

Obiectivele proiectului sunt: (i) Dezvoltarea unui nou sistem de control al diferenței de drum optic, bazat pe tehnici interferometrice, adecvat pentru combinarea coerentă a fasciculelor laser de femtose-cunde Ti:safir de mare putere și cu rată scăzută de repetiție; (ii) Dezvoltarea unei metode hibrid de con-trol pentru evaluarea și reglajul fin al suprapunerii temporale și al fluctuațiilor relative de sincronizare (timing jitter) între cele două pulsuri laser amplificate și comprimate; (iii) Realizarea de experimente demonstrative („proof-of-principle”) privind combinarea coerentă a pulsurilor laser de femtosecunde, utilizând sisteme laser existente de clasa TW; (iv) Elaborarea unui sistem de control pentru sincroni-zarea și combinarea coerentă a două pulsuri laser de femtosecunde din clasa petawaților (PW), care să poată fi implementat la instalația laser ELI-NP.

INFLPR:
• Dr. Sandel Simion
• Dr. Razvan Ungureanu
• Dr. Razvan Dabu
• Dr. Gabriel Cojocaru
• Drd. Alexandru Mihalcea
• Drd. Cecilia Oanca
• Dr. Mihai Serbanescu
• Dr. Constantin Diplasu
• Dr. Georgiana Ciubega
• Dr. Alexandru Achim
• Dr. Aurelian Marcu
ELI - NP:
• Dr. Ioan Dancus
• Dr. Daniel Ursescu
• Drd. Andrei Naziru
• Drd. Alice Dumitru
• Tech. Ana Lupu
• Dr. Sergiu Rusnac
• Dr. Lidia Vasescu
• Dr. Vlad Popescu

- Un ansamblu experimental care integrează două amplificatoare in parallel multi-pas de tip „bow-tie”, ambele alimentate de la același front-end, a fost implementat în cadrul sistemului laser Ti:safir CPA de mare putere și pulsuri ultrascurte de la Facilitatea Laser TEWALAS.
- A fost dezvoltată și se află în prezent în faza de testare o metodă de control interferometric bazată pe generarea de semnale electrice în cuadratură, care utilizează fotodiode rapide pentru monitorizarea în timp real a figurii de interferență.
- A fost proiectată o schemă de control optic neliniar, ce utilizează o configurație de generare a celei de-a doua armonice (SHG) de tip I, necoliniară, pentru controlul suprapunerii pulsurilor de femtosecunde, care urmează să fie implementată în configurația experimentală.