中科院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室最近研制成功5拍瓦（1拍瓦=1015瓦）超強超短激光放大系統(tǒng)，這是迄今國際最高峰值功率的激光放大系統(tǒng)，為研制10拍瓦超強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》。
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拍瓦超強超短激光放大系統(tǒng)，為當(dāng)時國際最高峰值功率的激光放大系統(tǒng)。隨后又首次實現(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，經(jīng)CPA多通放大到35焦耳量級后，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激光脈沖的強度，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50%。
上海光機所研究員李儒新表示，超強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，未來將作為上海張江綜合性國家科學(xué)中心打造高度集聚的世界級重大科技基礎(chǔ)設(shè)施群的重要組成部分。
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