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2022-11-08 22:24 |
功率可擴(kuò)展的薄片飛秒鈦寶石激光放大器
摻鈦藍(lán)寶石晶體作為迄今產(chǎn)生超快激光最優(yōu)異的增益介質(zhì)，結(jié)合克爾透鏡鎖模（KLM）和啁啾脈沖放大（CPA）技術(shù)，可得到大于10PW的峰值功率及小于4fs的少周期脈沖，成為人們開(kāi)展極端非線性光學(xué)、超快動(dòng)力學(xué)、精密測(cè)量等前沿研究的重要工具，極大地促進(jìn)了強(qiáng)場(chǎng)激光物理、阿秒物理等學(xué)科的創(chuàng)新發(fā)展。由于熱效應(yīng)和泵浦激光功率等的限制，飛秒鈦寶石激光的平均功率一直停滯在20W左右，嚴(yán)重限制了其在精密加工、阿秒脈沖產(chǎn)生等對(duì)重復(fù)頻率及平均功率有要求的重要應(yīng)用。近年來(lái)，基于Yb光纖及全固態(tài)結(jié)構(gòu)的飛秒激光由于高平均功率輸出能力，作為第三代飛秒激光而倍受青睞，特別是采用薄片（也稱之為碟片）結(jié)構(gòu)的固體Yb激光由于高脈沖能量、高平均功率及高光束質(zhì)量等特性，成為人們的重要選擇。 }t)+eSUA
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中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心L07組基于長(zhǎng)期從事飛秒激光的研究積累及對(duì)未來(lái)發(fā)展的認(rèn)識(shí)，很早就開(kāi)始了薄片飛秒激光器的探索研究，先后實(shí)現(xiàn)了重復(fù)頻率10Hz的薄片飛秒鈦寶石激光的再生放大【中國(guó)激光. 39, 0902011 (2012)】及50MHz全固態(tài)飛秒Yb:YAG激光的克爾透鏡鎖�！綜hin. Phys. B 25, 094207 (2016)】，得到了單脈沖能量及平均功率遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)鈦寶石晶體為增益介質(zhì)的同類方案結(jié)果，并表現(xiàn)出優(yōu)良的光束質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置建設(shè)及眾多應(yīng)用研究對(duì)高平均功率飛秒鈦寶石激光的需求，他們進(jìn)一步聯(lián)合西安電子科技大學(xué)等單位，開(kāi)展了1kHz重復(fù)頻率的薄片飛秒鈦寶石激光放大研究，通過(guò)有效降低熱積累引入的熱透鏡效應(yīng)，得到了光束質(zhì)量近衍射極限、平均功率可擴(kuò)展的放大結(jié)果，這也是迄今首次實(shí)現(xiàn)的kHz重復(fù)頻率薄片鈦寶石激光放大，為突破飛秒鈦寶石激光平均功率的瓶頸提供了有意義的新方案。 /q 9I^
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