近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理實(shí)驗(yàn)室研究員梁曉燕課題組在基于鈦寶石啁啾脈沖放大器（CPA）結(jié)構(gòu)的低重頻雙光束相干組束研究中取得新進(jìn)展，為相干組束技術(shù)在超強(qiáng)超短激光領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。相關(guān)成果發(fā)表在［Optics Letters 44， 17， 4379 （2019）］。
近年來，超強(qiáng)超短激光技術(shù)取得快速發(fā)展，單路超強(qiáng)超短激光的輸出峰值功率已從數(shù)太瓦（1012W）提升到10拍瓦（1015W）。拍瓦級(jí)的超強(qiáng)超短激光可以在焦點(diǎn)處產(chǎn)生強(qiáng)度高達(dá)1022W／cm2的光場(chǎng)，在激光與物質(zhì)的相互作用方面具有重要應(yīng)用。然而，單路超強(qiáng)超短激光的輸出能力受到光學(xué)元器件口徑和損傷閾值的限制。科學(xué)家們提出采用并行口徑相干組束的方法，用于產(chǎn)生更高強(qiáng)度的超強(qiáng)超短激光輸出。
該課題組展開了基于鈦寶石放大器的雙光束CPA相干組束實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)光路如圖1所示，該實(shí)驗(yàn)中主激光的重復(fù)頻率為1Hz。在該實(shí)驗(yàn)中，引入一束連續(xù)激光作為參考激光，用于主光路光束間相位抖動(dòng)的測(cè)量。
圖1 實(shí)驗(yàn)光路圖
最終，該實(shí)驗(yàn)獲得了90％的組束效率，遠(yuǎn)場(chǎng)光斑如圖2所示。該實(shí)驗(yàn)研究了參考光用于低重頻相干組束相位抖動(dòng)的方法和鈦寶石放大器對(duì)于相干組束的影響，證明了基于鈦寶石放大器，重復(fù)頻率較低的CPA激光器相干組束的可行性，該結(jié)果對(duì)于相干組束技術(shù)在超強(qiáng)超短激光領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。
圖2 （a） 雙光束非相干疊加時(shí)的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖
（b） 雙光束相干疊加時(shí)的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖
相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金和中科院B類先導(dǎo)專項(xiàng)的支持。
近年來，超強(qiáng)超短激光技術(shù)取得快速發(fā)展，單路超強(qiáng)超短激光的輸出峰值功率已從數(shù)太瓦（1012W）提升到10拍瓦（1015W）。拍瓦級(jí)的超強(qiáng)超短激光可以在焦點(diǎn)處產(chǎn)生強(qiáng)度高達(dá)1022W／cm2的光場(chǎng)，在激光與物質(zhì)的相互作用方面具有重要應(yīng)用。然而，單路超強(qiáng)超短激光的輸出能力受到光學(xué)元器件口徑和損傷閾值的限制。科學(xué)家們提出采用并行口徑相干組束的方法，用于產(chǎn)生更高強(qiáng)度的超強(qiáng)超短激光輸出。
該課題組展開了基于鈦寶石放大器的雙光束CPA相干組束實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)光路如圖1所示，該實(shí)驗(yàn)中主激光的重復(fù)頻率為1Hz。在該實(shí)驗(yàn)中，引入一束連續(xù)激光作為參考激光，用于主光路光束間相位抖動(dòng)的測(cè)量。
圖1 實(shí)驗(yàn)光路圖
最終，該實(shí)驗(yàn)獲得了90％的組束效率，遠(yuǎn)場(chǎng)光斑如圖2所示。該實(shí)驗(yàn)研究了參考光用于低重頻相干組束相位抖動(dòng)的方法和鈦寶石放大器對(duì)于相干組束的影響，證明了基于鈦寶石放大器，重復(fù)頻率較低的CPA激光器相干組束的可行性，該結(jié)果對(duì)于相干組束技術(shù)在超強(qiáng)超短激光領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。
圖2 （a） 雙光束非相干疊加時(shí)的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖
（b） 雙光束相干疊加時(shí)的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑圖
相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金和中科院B類先導(dǎo)專項(xiàng)的支持。
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