近期,中国科学院上海光学精密机械研究所超强激光科学与技术全国重点实验室与张江实验室合作,在基于WNOPCPA技术的原型机研制方面取得进展,相关成果以“Compact 500 nm ultra-broadband seed laser for WNOPCPA prototype facility”为题,发表于Optics Letters。
过去超强超短激光装置的发展得益于啁啾脉冲放大技术(Chirped Pulse Amplification, CPA)和光参量啁啾脉冲放大技术(Optical Parametric Chirped Pulse Amplification, OPCPA)的发明。目前广泛建成的皮秒拍瓦激光主要基于钕玻璃为放大介质的CPA技术,飞秒拍瓦激光则基于钛宝石为放大介质的CPA技术,国际上正在建设的飞秒百拍瓦级激光均基于DKDP为非线性晶体的OPCPA技术。然而面向未来千拍瓦激光——艾瓦激光——的发展却缺乏可靠的支撑技术。
为解决未来艾瓦激光的发展问题,研究团队自2019年至今提出并迭代完成了面向新一代超强超短激光的技术方案——“广角非共线光参量啁啾脉冲放大技术(Wide-angle Non-collinear Optical Parametric Chirped Pulse Amplification, WNOPCPA)”。目前团队正在建设WNOPCPA原型机,验证技术路线,服务于未来艾瓦激光的发展和建设。
本工作中,研究团队完成了500nm带宽(覆盖700nm至1200nm)超宽带种子源。驱动激光为一台4nm半高全宽的Yb:YAG工业飞秒激光器。研究团队利用薄片压缩技术与光参量放大技术将带宽拓展至500nm全宽,并实现较平坦的光谱输出。为WNOPCPA原型机建设提供了稳定可靠的种子源。
该工作得到了张江实验室、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委和上海市科学技术委员会的支持。
图1. (a)光谱特性,Wizzler测量的(b)光谱相位和(c)压缩脉冲