简介:中国科学院、上海科技大学、上海光机所和张江实验室研究了相干拼接钛宝石激光放大技术。 相关论文以Coherently tiled Ti:sapphire laser amplification: a way to break the 10 petawatt limit on current ultraintense lasers为题发表在《Advanced Photonics Nexus》上。 超强超短激光在基础物理领域应用中,这种激光器现已成为强场激光物
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中国科学院、上海科技大学、上海光机所和张江实验室研究了相干拼接钛宝石激光放大技术。
相关论文以“Coherently tiled Ti:sapphire laser amplification: a way to break the 10 petawatt limit on current ultraintense lasers”为题发表在《Advanced Photonics Nexus》上。
超强超短激光在基础物理领域应用中,这种激光器现已成为强场激光物理学的有力研究工具,尤其在激光驱动辐射源、激光粒子加速、真空量子电动力学等方面的研究。
图示:相干拼接钛宝石激光放大。
目前,钛宝石晶体的最大孔径只能支持10PW激光器。
即使使用更大的钛宝石晶体,仍然无法实现激光放大,因为随着钛:蓝宝石晶体尺寸的增大,强烈的横向寄生振荡会呈指数级增长。
研究团队在100太瓦即0.1拍瓦激光系统中成功地展示了拼接钛宝石激光放大。
利用这种技术实现了近乎理想的激光放大,包括高转换效率、稳定的能量、宽带光谱、短脉冲和小焦斑。
在目前的10 PW超强激光器中添加2×2拼接钛宝石放大器是一种可行的技术,能打破10 PW的限制,并将记录的最高峰值功率直接提高4倍,进一步接近亿瓦级。
图示:实验后果
论文中,研究人员将多个钛宝石晶体相干地拼接在一起。
论文报道,这种方法突破了目前钛宝石超强超短激光器的 10PW限制,有效地增大了整个拼接钛宝石晶体的孔径,同时截断了每个拼接晶体内的横向寄生振荡。
图示:a,相干拼接钛宝石激光放大和横向寄生振荡,b,晨说网,横向寄生振荡呈指数级增长,c,横向寄生振荡
相干拼接钛宝石激光放大技术为超越目前的10PW极限提供了一种相对简单和便宜的方法。
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