パリ – 2024年12月17日

超短パルスレーザーの世界的リーダー企業であるAmplitude社と、商業用核融合の実現に向けた最も科学的に先進的なアプローチを追求する企業であるFocused Energy社は本日、慣性核融合エネルギー分野の発展を目的とした戦略的提携を発表しました。この提携では、米国のFocused Energy社のレーザー開発施設に設置される2つの高エネルギー・高繰り返しレーザーシステムの開発に重点的に取り組む。この開発は、ドイツの画期的イノベーション連邦機関（SPRIND）の支援と資金提供を受けている。

核融合エネルギーの未来を形作る戦略的パートナーシップ

2025年初頭にパリ近郊のリセにあるAmplitudeの施設で開始予定の3年間の開発プログラムは、2022年12月に米国国立点火施設（NIF）で核融合点火の画期的な成功が達成されたことをきっかけに、世界中で高まっている慣性核融合エネルギーへの機運を背景としています。このイニシアティブにより、Amplitudeはクリーンエネルギーソリューションの開発を目指す世界的な取り組みの最前線に立つことになります。最先端のレーザー技術を活用し、慣性核融合のパラメータを改良し、持続可能なエネルギー生産の可能性をさらに高めていきます。

Amplitude Laser Groupの社長兼CEOであるDamien Buet氏は次のように述べています。「私たちは、当社の先進的なレーザー技術で可能な限界を押し広げ、この画期的な取り組みに貢献できることを嬉しく思います。10年にわたる大胆な技術選択と、最先端の研究と産業規模への展開における当社のリーダーシップが、クリーンで持続可能なエネルギーによる明るい未来を形作るでしょう。」

SPRINDのRafael Laguna de la Veraディレクターは次のように付け加えています。「核融合は、最も重要な画期的な技術革新のひとつであり、豊富なエネルギーは、その後に続く技術の基盤となります。しかし、核融合における残りの技術的課題を克服するには、国際的な共同作業が必要です。このような協力関係、すなわち、欧州の技術を基盤とし、米国の分野における才能と緊密に連携した協力関係は、グリーンエネルギーに対する緊急の需要に応えるために、商業用核融合の開発を加速させるでしょう。

「これは、商業用レーザー核融合への道のりにおける画期的な瞬間です。2年前の国立点火施設の画期的な研究を基に、さらに発展させるものです」と、Focused EnergyのCEOであるScott Mercer氏は述べています。「これらのレーザーシステムは、Focused Energyがクリーンエネルギーを電力網に供給できる核融合パイロットプラントに必要なモジュール式レーザーアレイを構築するための技術的基盤となります。」

Manipulation on a Premiumulite Glass ©Amplitude

Premiumlite Glass ©Amplitude

持続可能な核融合エネルギーへの一歩

Amplitude社は、最先端のレーザー技術におけるパイオニアとして、産業プロセスの再構築、医療分野における画期的な進歩、ノーベル賞クラスの科学の推進に長年携わってきました。同社のユニークな設備は世界中に展開されており、特にハンガリーのELI-ALPS（Extreme Light Infrastructure for Hungary）、ドイツのドレスデンとハンブルクにあるDRACOとRELAXレーザー、スペインのサラマンカにあるVEGAプラットフォーム、カナダのモントリオールにあるALLSシステムに設置されています。これらの設備やその他の設備により、幅広い科学コミュニティに比類のない高ピーク出力と高エネルギーの最先端レーザーへのアクセスを提供しています。

慣性核融合への道筋において、さらに派生した応用分野が生まれる可能性が高い。同社は、これらの進歩が医療における非破壊検査、医療用画像、およびさまざまな産業プロセスなどの分野で活用される未来を思い描いている。これらのレーザー技術の革新は、医療成果の改善、産業効率の向上、そして社会に長期的な好影響をもたらすなど、大きな進歩をもたらすことが期待されている。

Amplitude社は、複雑な技術に挑み、市場を一変させる拡張可能なソリューションを開発してきた実績があります。その好例が、眼科領域における同社の画期的な取り組みです。2007年、Amplitude社は、超高速フェムト秒レーザーをレーザー眼科手術システムに統合する先駆的な取り組みを行いました。この技術革新は世界中で数千件の導入実績を誇り、現在も数百万人の患者に恩恵をもたらしています。 Amplitudeは、ディスプレイ業界をリードし続け、大手テクノロジー企業が生産能力を強化し、ディスプレイ製造の基準を再定義することを可能にする先進的なレーザーシステムを開発してきました。

ヌーヴェル＝アキテーヌ地域圏の首都ボルドー近郊のペサックに本社を置くアンプリチュードは、シテ・ド・ラ・フォトン（Cité de la Photonique）ハブやALPHA-RLHディープテック競争力クラスターなど、この地域からの強力な支援を受けています。このプログラムでは、同社の幅広い技術を活用し、リッセ、ペサック、アンティーブの各施設から専門知識を集約します。

今日、AmplitudeはFocused EnergyとSPRINDとの提携により、商業的に実現可能な核融合エネルギーの推進に向けて大きな一歩を踏み出しました。両社は協力して、レーザー技術の力を活用し、より明るく持続可能な未来を照らすことを目指しています。

左から右へ：Thomas Forner（Focused Energy創設者兼社長）、Antonia Schmalz（SPRINDイノベーションマネージャー）、Damien Buet（Amplitude Laser Group社長兼CEO）

についてFocused Energy

Focused Energyは、クリーンで無限の核融合エネルギーへの最も有望な道を追求する、レーザー駆動核融合のリーディングカンパニーです。サンフランシスコ・ベイエリアとダルムシュタット（ドイツ）に拠点を置くグローバル企業である同社は、核融合エネルギーの商業規模での実現に向けて、実績ある技術を活用し、科学と工学のトップクラスの頭脳を結集しています。Focused Energyは、クリーンで豊富な核融合エネルギーの普及を通じて、経済成長と科学的イノベーションの新たな局面を開拓しようとしています。

詳細については、こちらをご覧ください focused-energy.world

について SPRIND

2019年に設立された連邦画期的イノベーション庁（SPRIND）はライプツィヒに拠点を置いています。唯一の株主はドイツ連邦共和国であり、連邦教育研究省（BMBF）と連邦経済・気候行動省（BMWK）が代表しています。SPRINDは、ドイツのイノベーションの現状におけるギャップを埋める役割を果たします。すなわち、現代の主要な課題に対する新しい画期的な技術を見つけ出し、同時に、その結果として誕生する企業や産業の付加価値がドイツおよび欧州に残るようにします。SPRINDは連邦予算からの資金で運営されています。SPRINDの代表者はRafael Laguna de la VeraとBerit Dannenbergです。

覧ください https://www.sprind.org/en

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Amplitude Laser GroupとHelmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）は、ドレスデンに共同研究施設を開設し、18年にわたる協力関係をさらに深めています。高出力レーザーDRACOとの共同作業を基盤とする戦略的パートナーシップは、電子および陽子加速に焦点を当て、レーザー診断、コンポーネント、および応用技術の進歩を目指しています。

HZDRのチタンサファイアレーザーシステムDRACO（Dresden laser acceleration source）は、新しい粒子加速器のコンセプトに向けた相対論的レーザープラズマ物理学を推進する先駆的な施設のひとつです。2007年にAmplitude社によって設置されたこのシステムは、それ以来、Amplitude社とHZDRの緊密なパートナーシップにより進化を続け、現在では世界をリードする2ビーム施設のひとつとなっています。

Draco Mock-up

ジョイント・ラボラトリーでイノベーションを推進

この新しい共同研究所は、DRACOレーザーを軸に次世代チタンサファイアレーザー技術の進歩を先導し、安定性、時間的コントラスト、性能を向上させた高エネルギーおよび高繰り返しシステムをターゲットとしています。また、二次放射源の開発を支援し、がん研究や慣性核融合エネルギー応用における高線量率放射線生物学など、現在の標準を上回る技術を可能にします。

この成功したコラボレーションを強化するために、Amplitudeはフランスに所在するLisses施設からドレスデンに研究開発リソースを投入します。 研究所の業務は、レーザー技術、二次ソース、レーザー計測のための革新的なソリューションの創出に重点的に取り組む予定です。 さらに、これらの取り組みを強化するために、AmplitudeはHZDRの博士号取得者への資金援助を行い、ドレスデンに現地チームを設立し、この地域における強力かつ持続可能な存在を確保します。

Damien Buet（Amplitude Laser GroupのCEO）は次のように述べています。「HZDRとの長期的な協力関係が、この新たなエキサイティングな章の基礎を築きました。共同研究所は、高出力レーザー技術を新たな高みへと押し上げ、明るい未来を形作るイノベーションを推進するでしょう。」

HZDRの科学ディレクターであるSebastian M. Schmidt教授は次のように続けます。「加速器技術とソリューションのためのヘルムホルツ・イノベーション・プラットフォームであるHi-Actsのおかげで、アンプルチュード・レーザー・グループのような業界のリーダーと強力な協力関係を築くことができました。私たちの新しい共同研究所は、研究を直接応用に転換する多くの機会をもたらすでしょう。」

共同研究所は、効果的な共同研究を確実にする明確なガバナンス構造に従うことになります。HZDRの放射線物理学研究所の所長であるUlrich Schramm教授と、AmplitudeのAdvanced Laser Solutions副社長であるPierre-Mary Paul博士が率いる運営委員会が、戦略的な方向性を導きます。 日常的な運営は、プロジェクト管理責任者のStefan Bock (HZDR)とÉmilien Gontier (Amplitude)が行います。

Ulrich Schramm教授は、次のように強調する。「記録的な陽子エネルギーや自由電子レーザーの実証など、レーザープラズマ加速器研究における最近のブレークスルーは、ターゲット上のレーザーパラメーターの制御改善から生まれました。 したがって、高度な計測とレーザーチェーンへの対応するフィードバックは、さらなる進歩に不可欠です」。

「次世代レーザー技術の進歩により、科学研究の限界を押し広げ、レーザーベースの二次光源を使用した画期的な応用を可能にし、拡張可能な産業ソリューションの基盤を築くことができます。」と、Dr. Pierre-Mary Paulは結んでいる。

Damien Buet & Dr. Sebastian M. Schmidt

Team HZDR & Amplitude

Hi-Actsについて：

Hi-Actsイノベーションプラットフォームは、産業および医療分野において、加速器ベースのテクノロジーをより身近なものにします。 5つのヘルムホルツ研究センターであるドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY）、Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf、GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung、Helmholtz-Zentrum Hereon、Helmholtz-Zentrum Berlinは、それぞれの専門知識を結集し、多数の加速器施設や研究グループへのアクセスを提供しています。AmplitudeとHZDRの戦略的パートナーシップにより、Hi-Actsプラットフォームは欧州におけるネットワークを拡大し、フランスとドイツの関係を強化します。また、ネットワーク内の資金調達プログラムへのアクセスも可能になり、先進的なディープテックソリューションの強化につながります。

HZDRについて：

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）は、ドイツの独立研究センターとして、エネルギー、健康、物質の分野における研究を行っています。私たちは、以下の疑問の解決に重点的に取り組んでいます。

• エネルギーと資源を効率的かつ安全に、持続可能な方法で利用するにはどうすればよいか？
• 悪性腫瘍をより正確に可視化し、特性を明らかにし、より効果的に治療するにはどうすればよいか？
• 物質と材料は、強力な電磁場や最小の寸法の影響下でどのように振る舞うか？

これらの研究課題の解決に役立てるため、HZDRは大型施設を運営しており、そこには訪問研究員も利用しています。イオンビームセンター、ドレスデン高磁場研究所、ELBE高出力放射線源センターです。HZDRはヘルムホルツ協会のメンバーであり、6つの拠点（ドレスデン、フライベルク、ゲルリッツ、グルノーブル、ライプツィヒ、ハンブルク近郊のシェーネフェルト）を擁し、約1,500名のスタッフが勤務しています。そのうち約680名が科学者で、その中には200名の博士課程の学生も含まれています。

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“We are thrilled to share that our esteemed institution has been leveraging the capabilities of the high-energy 250mJ 100Hz Amplitude Laser with ultrashort pulse duration (<25fs) and very high contrast for more than a decade” explains Pierre-Mary Paul.

“This technological advancement has played a pivotal role in driving groundbreaking discoveries and fostering innovation within our institution.” admits Olivier Uteza LP3 laboratory Director.

Through the ASUR platform, our dedicated team has been instrumental in advancing the understanding and utilization of high-power laser systems for imaging, and material science and engineering.  Notably, publication in the renowned APB journal shed light on the laser performance of our 10 TW/100Hz system and delved into the fascinating realm of associated thermal effects.

Among the recent publications:
📖Engraving depth-controlled nanohole arrays on fused silica by direct short-pulse laser ablation (2023)
📖Experimental investigation of size broadening of a Kα x-ray source produced by high-intensity laser pulses (2021)
📖Exploring phase contrast imaging with a laser-based Kα x-ray source up to relativistic laser intensity (2020)
📖Impact of the pulse contrast ratio on molybdenum Kα generation by ultrahigh intensity femtosecond laser solid interaction (2018)
… Others are coming soon

“Today in LP3 lab, thanks to Amplitude Laser and ASUR platform, we can fabricate new smart materials and characterize them in real-time.” says Raphael CLADY Technical Director of ASUR platform.

More details:

LP3 (Lasers, Plasma et Procédés Photoniques) is a multidisciplinary academic laboratory of excellence. Its major activities focus on: i) generation of secondary sources such as hard X-ray by laser-induced plasma technology ii) fundamentals and technological research of laser-matter interactions and iii) development of laser-based processes. The main applications are related to laser structuration and fabrication with major outcomes in photonics, microelectronics, medicine and laser-based diagnostics.

Using the ASUR platform, we study and operate pulsed hard X-ray sources induced by high peak-power high-average power laser sources with the perspective to develop imagery and X-ray diffraction diagnostics for material and life science

ASUR platform is an application platform for ultrafast laser sources for X-ray imaging and laser-matter interaction

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この記事をお読みください Electro-optical control of polarization in femtosecond-laser written waveguides using an embedded liquid crystal cell

この科学出版物は、FLDW光回路に調整可能な波長板を埋め込む新しいアプローチを紹介しています。これは、液晶層を導波路に組み込むことで実現します。電圧印加により液晶の配向を制御することで、バイアス依存性の位相遅れを誘発し、電圧依存性の波長板として効果的に機能します。

転写セットアップのスケッチ（/2 – 半波長板、Pol.-偏光板、SHG-第2高調波発生用非線形結晶）。).@Kim Lammers, Alessandro Alberucci, Chandroth P. Jisha, Alexander Szameit, and Stefan Nolte, “Electro-optical control of polarization in femtosecond-laser written waveguides using an embedded liquid crystal cell,” Opt. Mater. Express 14, 836-846 (2024)

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// In this Episode 3 Photonics Podcast, Justine talks with Pierre-Mary Paul, VP and director of the Advanced Laser Solutions Business Unit Amplitude Laser. He explains Amplitude’s Advanced Laser Solutions business and describes the importance of our state-of-the-art solutions in several application areas. //

What is Following the Photons?
It’s Podcast focused on photonics where Justine dives deep into the fascinating world of photonics and optics. It brings you the latest news and insights from the forefront of the photonics industry. The episodes feature interviews and discussions with industry and research experts, providing valuable perspectives on the issues, technologies, and trends shaping the photonics community. Whether you’re a seasoned professional or just starting your journey in photonics, this podcast is a go-to resource for staying informed and inspired. Tune in and stay laser-focused on the future of light-based technologies.

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TIFR has been pursuing intense laser-driven basic plasma science for over two decades. The upcoming petawatt laser from Amplitude is an extension of the current fundamental plasma science research activities to the ultrahigh intensity regimes. The spectrum of physics that would be probed with petawatt lasers covers diverse areas such as atomic and molecular physics, relativistic plasma dynamics, warm dense matter, and high-energy particle physics.

The focus of the group is basic research and the questions addressed therefore are of the ‘blue sky’ variety stressing the fundamentals of intense laser-matter interaction. A particularly important area will be particle acceleration and related physics. Attention will also be paid to the applications of the radiation emitted, particularly the high-energy electrons and x-rays for biological imaging and medical therapies.

Prof. G. Ravindra Kumar of TIFR says  “Following the successful operation of the 150 TW laser installed at  the UPHILL facility of the TIFR Mumbai campus in 2010, , we are reaffirming our confidence in Amplitude for the reliability and capabilities of their lasers, as well as  the quality of their after-sales service”.

His colleague Prof. M. Krishnamurthy of TIFR, currently the Director of the TIFR-Hyderabad campus says “ With the new petawatt laser, we have great plans to pursue not only the fundamental science that we have always done but also strike out in several innovative technologies in imaging and other applications.”

Both Pr. Kumar and Pr. Krishnamurthy and their team look forward to working with other institutions in India and abroad and hope to make the Hyderabad laboratory a global center in the years to come.

VP Advanced Laser System Business Unit at Amplitude, Pierre-Mary Paul explains “We are delighted to be working with TIFR again. Our Pulsar PW is the ultimate light source dedicated to high intensity science, offering the best-in-class performance and bringing industrial-grade reliability to Science. “

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At Amplitude, we are very proud that ultrafast lasers have once again been honored with the Nobel Prize in Physics, and even prouder that some of our products and team members have made modest contributions to this outstanding achievement.

Congratulations to Pierre Agostini, Ferenc Krausz, and Anne L’Huillier, the three Nobel Laureates in Physics recognized for experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter. They have demonstrated a way to create and measure extremely short pulses of light that can be used to observe the rapid processes in which electrons move or change energy. Read the press release

This award comes 5 years after the 2018 Nobel Prize in Physics awarded to Donna Strickland and Gerard Mourou for their method of generating high-intensity, ultra-short optical pulses, demonstrating once again the major contribution of ultrafast lasers in the advancement of fundamental physics.

Amplitude and Fastlite (a recent acquisition) provided some of the stepping stones that contributed to the experiments, which is a major source of satisfaction.

We take immense pride in the fact that some of Amplitude’s colleagues were lucky enough to work closely with two of the laureates before joining Amplitude, namely Pierre-Mary Paul, Director of Science Grands Projets, and Yoann Zaouter, Segment Line Manager Science & Industrial Ytterbium Laser Solutions.

“I’m delighted and very grateful to have taken part in such a scientific and human adventure. I have modestly contributed to this work as part of my PhD thesis under the supervision of Pierre Agostini and am extremely grateful for his mentorship. At that time, the very first measurement of a 250-attosecond pulse train was carried out using the RABBIT method (reference). I am extremely happy these three Physicists have been recognized for their extraordinary careers” explains Pierre-Mary Paul, Amplitude Director of Science Grands Projets.

“Our ultrafast lasers are installed in the largest international laboratories, and our team includes world-class scientific and technical experts who are part of the broader scientific community. I’m extremely proud that Amplitude is at the heart of the most advanced research and helps tackle the major challenges of our time” says Damien Buet, C.E.O. at Amplitude.

Creating extremely short pulses of light that can be used to measure the rapid processes in which electrons move or change energy can provide various advantages and be used in diverse applications:

1. Analysis of Ultrafast Processes: Ultrashort light pulses, measured in femtoseconds (1 femtosecond = 10^-15 seconds) or attoseconds (1 attosecond = 10^-18 seconds), enable the observation and measurement of phenomena occurring within very short timeframes. This includes processes such as electronic transitions, rapid chemical reactions, and electron motion in atoms and molecules.
2. High Temporal Resolution: Short light pulses offer extremely high temporal resolution, enabling precise insights into the dynamics of the studied processes. This is crucial for understanding the fundamental mechanisms of physical and chemical phenomena.
3. Ultrafast Imaging: These pulses are used to create real-time images of dynamic processes, such as electron scattering, changes in molecular structure, or electron motion in materials, which is valuable in various scientific and industrial applications.
4. Study of Matter at the Atomic Scale: Ultrashort pulses are essential for probing matter at atomic and subatomic scales. They allow researchers to follow how electrons move and interact, which is vital in areas like material physics, quantum chemistry, structural biology, and nanotechnology research.
5. Applications in Spectroscopy: Ultrashort light pulses are also used in spectroscopy to investigate the spectral properties of matter, including absorption, emission, and scattering spectra. They provide detailed information about electronic energy levels and transitions between these levels.
6. Control and Manipulation Mechanisms: These pulses are employed to control and influence ultrafast processes, which can have practical applications in nonlinear optics, optical communication, harmonic and frequency generation, as well as material manipulation.

In summary, extremely short pulses of light are essential tools for exploring and understanding ultrafast phenomena occurring at the subatomic level. Their use has significant impact in fundamental research, technology, materials science, and various other scientific and industrial fields.

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“We are very happy to have the possibility to integrate the new metrology tool INSIGHT into our Arco and Pulsar Ti :Sa lasers. Thanks to INSIGHT metrology tools, our customers will keep the top-level beam specification on daily bases” says luc vigroux

“This agreement is a major step forward in broadly disseminating INSIGHT, as a powerful instrument mapping pulse spatiotemporal couplings, for the benefit of the whole laser community in search of simplicity, precision, and unprecedented control over the implementation.” explains François Sylla, CEO at SourceLAB S.A.S.

About SourceLAB S.A.S.
👉🏻Founded in 2013 after a successful ERC-Proof of Concept project, SourceLAB is a key provider of laser plasma technology (metrology, interaction target, turnkey beamlines). Located at Ecole Polytechnique campus in Paris, SourceLab is specialized in integrated laser-plasma accelerators for industrial applications (e.g. Non-Destructive Testing).

More information : https://www.sourcelab-plasma.com/

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Article “Microfluidic devices for quasi-phase-matching in high-order harmonic generation” published on 16 November 2022

Amplitude Laser is proud to contribute to this achievement with its laser technology and continues supporting this group throughout the year with its service team. In this regard, we address a special thanks to Phillippe Demengeot, Customer Service for Grand Project at Amplitude.

>> What is this novel approach ?

The novel approach consists of the use of a microfluidic glass device, micromachined by an ultrafast laser (Satsuma model), and filled with gas. Ultrashort, high-intensity laser pulses (ARCO product range) propagate in the microfluidic device and interact with the gas, resulting in a high harmonic generation.

>> Why choosing Amplitude and its laser solutions?

« Our research activity relies on femtosecond laser sources. For instance, we need ultrashort pulses to develop novel approaches in attosecond science, ultrafast spectroscopy, and microfabrication by femtosecond laser micromachining. One of our current activities focuses on the miniaturization of complex XUV sources, one of the current challenges in Photonics. In this work, we trace a route toward a bright and flexible XUV source based on high-order harmonic generation inside integrated microfluidic devices.” explains Catarina Vozzi

Anna GOLINELLI, Sales Manager at Amplitude says “It is exciting to witness how different laser technologies provided by Amplitude can work together and support such great scientific achievement. Two laser systems have been chosen for this work” 👇

> TiSa, mJ level, femtosecond laser system (ARCO), named Aurora, was used for High Harmonic Generation. This process is triggered by the interaction between a high-peak intensity laser pulse with gas. Ultrashort pulse duration (fs) with mJ level energy fulfills the requirements for HHG. The experiment could also benefit from the kHz repetition rate, for decreasing the acquisition time.

> Satsuma ultrafast laser was used for manufacturing the microfluidic gas device, operating the FLICE technique. This technique requires irradiating a fused silica substrate with a high repetition rate of femtosecond pulses. When a high amount of energy is deposited inside a targeted area in the volume, a permanent modification of the material is induced, and local etching is possible. Satsuma, with up to MHz repetition rate, and hundreds of femtosecond pulse duration is a reliable and stable laser for µmachining.

This novel approach for laser-driven XUV and soft-x-ray sources has seen the light thanks to

• Udyni (Ultrafast dynamics in matter | Udyni), lead by Vozzi (CNR) and Stagira (Politecnico) working on HHG and owning the femtosecond laser system (ARCO), named Aurora
• FAST (Femtosecond Laser Micromachining – IFN Milano (cnr.it) lead by Osellame (CNR) that worked on the microfluidic device fabrication with Satsuma

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