PDF《研究快讯》

1 * ? ! 脉宽小于 的高效率掺钛蓝宝石激光放 大系统 其中振荡器为典型的棱镜补偿自锁模掺钛 # # 卷年期蓝宝石激光器 晶体增益长度为 总体腔长约

1 对应着 的重复频率 泵浦源为美国 ≥2° 公司的全固化 激光 在?的连续 激光泵浦下其可稳定输出平均功率?!脉宽小于 的飞秒光脉冲 考虑到放大 过程中可能出现的光谱窄化效应 我们通过输出镜 的特殊设计及改变棱镜的插入量 整形锁模光谱使 其呈图 所示的超宽马鞍形分布 谱宽约 这样 在随后的放大过程中 由于光谱中心相对两边 具有较高的增益 因此随着放大次数的增加 中间凹 陷的部分将逐渐超过两边 最后演化成具有较宽带 宽的近高斯分布≈ 从而有效地克服了光谱窄化效 应 我们采用的展宽器为无色差的 & 望远镜结 构 其主要结构由一对曲率半径分别为 及1的共心镀金凹凸反射镜及 线的全息光栅 瑞典 ≥ 公司制造 组成 数学模拟计算表明 的种子脉冲经四次通过光栅系统后 其脉宽可 以展宽到 这一展宽的结果为能量的高效率 放大提供了可行的基础 展宽后的脉冲进一步经过 普克尔盒 ? 公司制造 选单及与 的 倍频 Β≠ 激光 ≤

2 美国 ≥2° 公司 制造 同步后 进入八通预放大器进行放大 图 整形后的种子脉冲光谱曲线 我们设计的八通预放为聚焦尺寸可变的共焦反 射结 构其由两组曲率半径分别为和!口径均为 的宽带全反射镜组成 这 种设计不仅能有效地减小传统再生放大方案的材料 色散 而且由于其聚焦光斑随放大次数而变大的特 性 极大地克服了增益饱和影响放大效率的问题 在的激光泵浦下 获得的单脉冲放大能 量达 这一结果明显高于目前所见报道的预放 最好结果及效率≈ 随后经空间滤波并扩束后 进 一步进入五通主放大系统 主放采用的掺钛蓝宝石 晶体尺寸为 ? ? 并以布氏角切割 所 用泵浦能量为 经优化调节后的最大放大结 果超过了 为避免对反射膜的破坏 通常情况 下我们将其限制在 左右 脉冲最后的复原压缩采用典型的单光栅结构 结合色散计算及压缩参数优化调节 得到了脉宽小 于!单脉冲能量 !对应峰值功率

1 * ? 的 压缩结果 图 为典型的相关曲线 对应的光谱 如图 所示 与种子光谱曲线相比 可以看出其 不仅已演化为近高斯形状的正常分布 而且谱宽达 比较理想地克服了光谱窄化的问题 图 放大脉冲压缩后的自相关曲线 及光谱曲线 目前这台装置已开始运行工作 测试稳定性优 于?参考国内一些大型激光设备的名称 我们 将其命名为极光 号 意喻这类系统极短的脉宽 ! 极 高的峰值功率 !极紧凑的尺寸 台面 和可用于开展 极端物理条件研究的特性 致谢 感谢张道中 ! 杨国桢 ! 聂玉昕对本工作的支持 及与钱列加博士进行的有益讨论 脉宽测量得到邱 阳的大力协助 装置中的高质量掺钛蓝宝石晶体全 部由上海光学精密机械研究所邓佩珍研究组提供 参考文献 ≈ ≥ ? ∞ ετ αλ.

) ≈ ≠ ετ αλ. ) Β≥ ∏2 ≥ ∏ ) # # 物理