基於多光子吸收的超快雷射系統光穩幅技術研究

《基於多光子吸收的超快雷射系統光穩幅技術研究》是依託中國科學院理化技術研究所，由趙榆霞擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於多光子吸收的超快雷射系統光穩幅技術研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：趙榆霞
• 依託單位：中國科學院理化技術研究所

項目摘要

超快超強脈衝雷射在X射線雷射、慣性約束聚變、雷射粒子加速器等強場物理研究領域有著重要的套用。雷射器輸出脈衝能量的穩定性是一個非常重要的指標，決定著實驗結果的成功率與可靠性。由於大尺寸導致的熱效應、應力與光學不均勻性比較嚴重，往往使得大能量脈衝雷射系統相鄰脈衝間的能量起伏較大，有時能高達20%-30%，非常不利於強場物理實驗的開展。目前普遍採用的基於電光開關原理的脈衝穩幅器存在固有損耗大的缺點，通常輸出能量只有輸入能量的50%-60%。基於多光子吸收原理的穩幅器件具有固有損耗小、結構簡單、使用方便的優點，是改善脈衝雷射輸出穩定性的最理想方法。本項目計畫針對800nm寬頻脈衝雷射設計、合成基於多光子吸收的新型光穩幅材料，研製透過率大於90％的模組型光穩幅器件，探索其在大能量脈衝雷射系統上使用的可行性，為提高國內大雷射裝置的輸出穩定性、進而不斷提高強場物理研究的水平探索經濟有效的新方案。

結題摘要

超快超強脈衝雷射在強場物理研究領域有著重要的套用。由於大尺寸導致的熱效應、應力與光學不均勻性比較嚴重，通常大能量脈衝雷射系統相鄰脈衝間的能量起伏較大，非常不利於強場物理實驗的開展。基於多光子吸收原理的穩幅器件具有固有損耗小、結構簡單、使用方便的優點，是改善脈衝雷射輸出穩定性的最理想方法。本項目針對800 nm寬頻脈衝雷射器，設計、合成了15種基於雙光子吸收的新型光限幅化合物，通過基礎性質研究，優選出綜合性能較好的3種化合物，結合固體支持介質的篩選，最終製備出既具有優良光熱穩定性又具有明顯光限幅效果的固體器件。器件光程為10 mm，在800 nm±30 nm波長範圍透過率大於90％，對800 nm的飛秒和皮秒超快雷射器均具有光限幅的作用，能使雷射輸出穩定性提高~35%，達到了項目的預期目標。上述研究成果已發表學術論文3篇(其中SCI收錄2篇)，申請中國發明專利1項。