【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光物理聯(lián)合實驗室孫美智副研究員等人與中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所涂小牛副研究員組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊，提出了一種交叉法珀腔內(nèi)光參量放大技術(shù)(XOPA)新構(gòu)型，并基于SG-Ⅱ 5PW激光裝置前端平臺完成了實驗論證。相關(guān)成果以“Optical Parametric Amplification in Crossed Fabry‐Perot Cavities”為題，發(fā)表于Laser Photonics Reviews。
 

　　光參量放大技術(shù)(OPA)以及啁啾脈沖光參量放大技術(shù)(OPCPA)是當(dāng)前快速發(fā)展的高功率激光系統(tǒng)的重要技術(shù)路線，更是未來數(shù)十到數(shù)百拍瓦激光系統(tǒng)的主流技術(shù)路線。該領(lǐng)域的發(fā)展對激光放大技術(shù)在效率、能量、帶寬、增益、光束質(zhì)量、信噪比以及整形能力等方面提出了全面要求。
 

　　研究團(tuán)隊將非線性晶體置于交叉法珀腔內(nèi)，約束信號光與泵浦光實現(xiàn)多通傳輸、能量轉(zhuǎn)換，階段性消除閑置光，抑制混頻三波能量回流，從而實現(xiàn)信號光對泵浦光能量的單調(diào)性提取。在實驗上利用上海硅酸鹽研究所提供的YCOB晶體，實現(xiàn)了800nm波段信號光對泵浦光轉(zhuǎn)換效率56.28%、光譜寬度120nm的輸出能力；此外，研究人員設(shè)計不相等的雙法珀腔的腔長，實現(xiàn)了啁啾脈沖信號光的高對比度放大與整形。該項研究表明，XOPA構(gòu)型具備高轉(zhuǎn)換效率前提下的時域、空域與頻域整形能力，且普適于所有波段、所有非線性晶體的非共線光參量放大過程，對提升高功率激光系統(tǒng)綜合性能具有重要意義。
 

　　相關(guān)工作得到科技部政府間國際科技創(chuàng)新合作重點項目、國家自然科學(xué)基金、上海市自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項A類項目與上海市揚(yáng)帆計劃項目的支持。
 

圖1 XOPA構(gòu)型示意圖
 

圖2 XOPA的7通放大過程的(a)光譜演化與(b)轉(zhuǎn)換效率理論模擬與實驗結(jié)果