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[分享] 2018年第8期封面故事:解密上海超强超短激光装置的抽运源技术

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发表于 2018-9-6 14:48:38 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

解密上海超强超短激光装置的抽运源技术

上海光机所强场激光物理国家重点实验室梁晓燕研究员课题组论文“用于大口径钛宝石放大器的四路钕玻璃抽运源”在《中国激光》第45卷第8期发表,该课题组研制了一套用于150mm大口径钛宝石的四路钕玻璃抽运源系统,采用时域双脉冲同偏振合束方案,保证了光束质量,节省空间布局,提升了抽运源的应用性与可操作性,具有很高的参考价值和创新性。该文章被选为当期的封面文章。

试想,如果将太阳照到地球上的所有能量聚焦到一根头发丝上,这样的光的强度会有多大?这也相当于把达到全球电网平均功率的500倍的光聚焦到10μm上。在物理学上,这种激光的功率被定义成1PW。事实上,拍瓦级别的激光也是目前人类已知并且能够实现的强度最高的光源。

上海光机所强场激光物理国家重点实验室致力于建设超强超短激光装置(SULF)的研究工作,2017年在国际上率先实现10 PW激光的输出。

SULF激光装置采用基于大口径钛宝石晶体的啁啾脉冲放大技术(CPA)路线,当前此技术面临着一个关键问题,即钛宝石中的寄生振荡。

目前,常采用EDP(Extraction During Pumping)技术来抑制寄生振荡。EDP技术通过精确控制抽运光-信号光延时,使得钛宝石放大器在信号光通过之前,仅吸收一部分抽运能量,当信号光通过钛宝石放大后,再吸收第二次抽运能量,等待信号光下一次通过放大。

上海光机所强场激光物理国家重点实验室梁晓燕研究员课题组研制了一套能量输出稳定、光斑分布均匀、时域近方波形的四路钕玻璃抽运源系统。使用氙灯抽运的多级钕玻璃棒状放大器提升抽运源输出能量;使用空间滤波器、4F像传递系统以及软边光阑保证光斑质量高保真传输;使用铌酸锂强度调制器对时域脉冲波形预补偿,保证近方波输出。精确控制抽运光-信号光延时,采用EDP技术来抑制钛宝石的寄生振荡。

该系统能够输出基频能量4×180J@1053nm,倍频能量4×80J@526.5nm。主要结构包括四部分:前端种子源,再生放大器,钕玻璃棒放链,KDP倍频晶体。利用偏振片实现垂直偏振的两路基频光合束,经过第二类相位匹配KDP晶体进行倍频,获得了共线且同偏振的526.5nm倍频光,实现了用于150mm口径钛宝石放大器的结构紧凑的双脉冲抽运源。

      用于150mm钛宝石放大器的四路钕玻璃抽运源示意图                     抽运源双脉冲同偏振合束方案示意图

论文内容新颖,实验数据完整可靠,理论分析详尽,具有新技术报道的时效性。更多文章内容点击查看:[url=]http://www.opticsjournal.net/Articles/Abstract?aid=OJ1808110002179FbHeK[/url]


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