大型超強超短激光裝置

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=1千萬億瓦）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。