В ИПФ РАН создан тераваттный лазерный комплекс, генерирующий импульсы с длительностью около 70 фс, энергией в импульсе до 100 мДж и частотой повторения 10 Гц. С его использованием под руководством А. Н. Степанова выполнен широкий круг исследований по взаимодействию высокоинтенсивного фемтосекундного лазерного излучения с твердым телом, газами и плазмой. Так, активно исследовались нелинейные процессы при распространении интенсивного излучения в атмосфере. Был обнаружен эффект нелинейного поглощения, связанный с возбуждением вращательного волнового пакета молекул, входящих в состав воздуха. Исследовано влияние атмосферной турбулентности на режим множественной филаментации лазерного пучка. С помощью прецизионной интерферометрии восстановлены величина и пространственное распределение концентрации плазмы, возникающей при филаментации лазерного пучка. В целях использования фемтосекундного лазерного излучения для дистанционного зондирования атмосферы было проведено исследование характеристик рассеянного назад излучения от водных аэрозольных частиц в условиях, когда становится важным образование плазмы внутри аэрозольной частицы.
На тераваттном лазерном комплексе в ИПФ РАН ведутся также исследования по ускорению электронов и генерации рентгеновского излучения интенсивными фемтосекундными лазерными импуль-сами.
Исследован инжектор электронов, подлежащих дальнейшему ускорению в плазменной волне. Пучок энергичных электронов создавался при облучении микроструктурированных металлических фольг лазерным излучением с интенсивностью порядка 10¹⁷ Вт/см².
В экспериментах по возбуждению плазменных волн в газонаполненных диэлектрических капиллярах апробирован метод измерения их амплитуды по модификации спектра лазерного импульса.

Пространственное распределение сдвига фазы (слева), соответствующее началу филамента (энергия лазерного импульса 5,4 мДж), сдвиг фазы, усредненный по филаменту (в центре) и поперечный профиль электронной плотности (справа)

Для создания источника излучения в мягком рентгеновском диапазоне интенсивное фемтосекундное лазерное излучение фокусировалось на вход диэлектрического капилляра, заполненного инертным газом. В результате были получены коллимированные пучки рентгеновского излучения, которые можно использовать для диагностики плотной твердотельной плазмы и биологических объектов.

Распределение концентрации плазмы в капле (расчет). Лазерное излучение с интенсивностью 1013 Вт/см2 падает снизу	Коллимированный пучок рентгеновского излучения, полученный при облучении диэлектрического капилляра, заполненного ксеноном, фемтосекундным лазерным импульсом с энергией 55 мДж