《頻域光參量啁啾脈衝放大技術研究》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由潘雪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：頻域光參量啁啾脈衝放大技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：潘雪
- 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為推進強場物理與高能密度物理諸多前沿問題的研究，啁啾脈衝光參量放大技術（OPCPA）已成為當前國內外用於高功率超短脈衝產生的重要途徑。在能量放大的同時獲得超寬頻增益是實現超短脈衝有效放大的必要條件。為了在超短脈衝能量放大的同時兼顧大的增益頻寬，規避晶體生長以及光柵損傷閾值等材料方面的局限性，本課題主要研究頻域光參量啁啾脈衝放大技術的關鍵問題，具體包括以下幾個方面：（1）4f結構中光柵以及準直透鏡參數對傅立葉變換面上頻譜分布的影響；（2）頻譜面上拼接晶體的縫隙和相位匹配角度調節精度對增益函式以及脈衝信噪比的影響；（3）輸出信噪比以及光束質量對泵浦光的時域強度調製以及空間光束質量的要求。通過對以上建立相應的理論分析模型，利用小口徑808nm波段的頻域光參量啁啾脈衝放大技術進行實驗驗證，在單路10PW量級高功率超短脈衝雷射系統，特別是其末級大口徑主放大器設計實施中，本研究有望提供全新的技術方案。
結題摘要
光參量啁啾脈衝放大技術（OPCPA）作為高功率超短脈衝產生的重要途徑，為強場物理與高能密度物理諸多前沿問題的研究提供必要的實驗條件。為了在超短脈衝能量放大的同時兼顧大的增益頻寬，規避晶體生長以及光柵損傷閾值等材料方面的局限性，本課題已經完成頻域光參量啁啾脈衝放大技術的關鍵問題研究和實驗驗證，具體包括以下幾個方面：（1）4f結構中光柵以及準直透鏡參數對傅立葉變換面上頻譜分布的影響；（2）頻譜面上拼接晶體的縫隙和相位匹配角度調節精度對增益函式以及脈衝信噪比的影響；（3）輸出信噪比以及光束質量對泵浦光的波前畸變以及參量晶體表面粗糙度的要求。通過數值模擬分析確定光柵刻線密度、準直鏡焦距、參量晶體切割角，拼接晶體數量，拼接晶體縫隙，泵浦光波前畸變，表面加工粗糙度等關鍵光學參數，並結合我們現有的皮秒雷射系統完成了頻域光參量放大實驗，增益光譜範圍750-830nm，增益頻寬80nm，總增益大於30dB，理論與實驗結果比較吻合，初步實現了近百nm的頻域光參量放大的實驗驗證。有望套用在10PW甚至EW級高峰值功率OPCPA末級大口徑主放大器中，從而突破增益窄化以及寬頻增益材料生長尺寸受限等超短脈衝放大過程中不可避免的技術瓶頸，頻域參量放大技術研究為高功率OPCPA雷射系統提供了新的重要技術儲備。
