大型超強(qiáng)超短激光裝置

中科院上海光機(jī)所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室最近研制成功5拍瓦（1拍瓦=1千萬(wàn)億瓦）超強(qiáng)超短激光放大系統(tǒng)，這是迄今國(guó)際最高峰值功率的激光放大系統(tǒng)，為研制10拍瓦超強(qiáng)超短激光裝置奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《光學(xué)快報(bào)》。

研究人員基于鈦寶石晶體和啁啾脈沖放大（CPA）技術(shù)，于2013年研制成功2拍瓦超強(qiáng)超短激光放大系統(tǒng)，為當(dāng)時(shí)國(guó)際最高峰值功率的激光放大系統(tǒng)。隨后又首次實(shí)現(xiàn)了百焦耳以上能量水平的寬帶（70納米）激光放大輸出。該激光放大系統(tǒng)是目前國(guó)際最高峰值功率的激光放大系統(tǒng)。大口徑高增益鈦寶石放大器寄生振蕩抑制技術(shù)的成功突破，為研制基于鈦寶石CPA放大的10拍瓦激光裝置奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

        據(jù)介紹，該激光系統(tǒng)采用基于鈦寶石晶體的800納米波段寬帶CPA結(jié)構(gòu)。高信噪比CPA前端采用交叉偏振波（XPW）脈沖凈化技術(shù)，將激光脈沖的信噪比提高到10~11量級(jí)，經(jīng)CPA多通放大到35焦耳量級(jí)后，注入到采用直徑為150毫米的鈦寶石晶體的終端大口徑CPA放大器中，優(yōu)化泵浦激光脈沖和信號(hào)激光脈沖的強(qiáng)度，有效抑制了高能量泵浦下，大口徑鈦寶石晶體中的寄生振蕩效應(yīng)，在脈沖能量為312焦耳的釹玻璃倍頻激光泵浦下，獲得192.3焦耳的放大輸出，轉(zhuǎn)換率超過(guò)50%。

上海光機(jī)所研究員李儒新表示，超強(qiáng)超短激光用戶裝置的建設(shè)已被列入上海市建設(shè)具有全球影響力的科技創(chuàng)新中心的戰(zhàn)略部署，未來(lái)將作為上海張江綜合性國(guó)家科學(xué)中心打造高度集聚的世界級(jí)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施群的重要組成部分。