上海硬X射线自由电子激光装置项目极端光物理线站100-PW激光装置前端实现重大突破

发布:cyqdesign 2022-07-26 16:22 阅读:1736
极端光物理线站(Station of Extreme Light,SEL)是正在建设的上海硬X射线自由电子激光装置项目(SHINE)的重要组成部分。近日,上海光机所在SEL-100 PW装置前端装置建设方面取得突破。团队通过使用三级基于LBO晶体非共线宽带OPCPA技术路线,结合自研的重频大能量泵浦源技术,成功实现了0.1 Hz/5.26 J/210 nm激光输出,压缩脉宽13.4 fs,支持263 TW峰值功率。相关研究成果以 "13.4 fs, 0.1 Hz OPCPA Front End for the 100 PW-Class Laser Facility"为题发表于Ultrafast Science。 <tNx*ce5  
qJ !xhf1  
为了获得宽带光参量放大,团队采用了非共线相位匹配技术方案,并综合比较了BBO、LBO和DKDP这三种常用非线性晶体特性。在泵浦强度为1 GW/cm2时,三种晶体在925 nm中心波长下的宽带增益谱如图2所示。然而,与BBO和DKDP(D=80%)相比,LBO具有中等的非线性系数(0.79 pm/V),口径可达100 mm、走离角最小(0.47 °)等特点,并且在925 nm中心波长附近的宽带最宽(202 nm,半高全宽)。此外,LBO晶体能够覆盖DKDP(D=80%)增益谱,从而确保SEL-100 PW前端的输出光谱可以完美支持基于DKDP晶体的OPCPA终端放大器。 j:#[voo7  
+^.(3Aw  
该前端采用双光栅展宽器对高信噪比种子光进行展宽,啁啾率为14.2 ps/nm。展宽后种子光注入三级基于LBO的OPCPA放大器。其中三级放大器使用泵浦光参数分别为100 mJ/100 Hz,3 J/1 Hz,25 J/0.1 Hz。三级OPCPA放大器输出能量分别为10.5 mJ/525 mJ/5.26 J。图3(a)给出三级OPCPA放大器输出光谱,光谱全宽为210 nm。图3(b)-(e)对应后两级OPCPA泵浦以及信号光斑。 wU3Q  
wJ}8y4O!N  
第三级OPCPA之后,放大的脉冲通过采样注入压缩器。在没有任何额外色散补偿的情况下,仅通过优化压缩器中光栅对的距离和角度,团队获得了近傅里叶极限变换脉宽,典型的脉宽为13.4 fs,如图4(b)所示。压缩结果表明,在低材料色散系统,例如OPCPA系统中,双光栅Offner展宽器在压缩脉宽方面有着优良表现。压缩器传输效率为67%,因此该前端装置可以支持峰值功率263 TW重频0.1 Hz的激光输出。 8c#*T%Vf  
LQe<mZ<  
J_,y?}.e3  
图1.SEL-100 PW装置0.1 Hz/200 TW级OPCPA前端示意图 *\>7@r[%5  
f%af.cR*  
t|/ /oEY  
图2.BBO,LBO以及掺氘率80的DKDP晶体在1GW/cm2光强下的增益谱 D_{J:Hb  
pD{Li\LY  
Vj_ $%0  
图3.(a)三级OPCPA放大光谱曲线。(b),(c)第二/三级OPCPA泵浦光斑; (d),(e)第二/三级OPCPA信号光斑 #Jn_"cCRLx  
3k=q>~& @  
图4.(a)脉冲相位曲线。(b)脉冲脉宽数据。
e&:fzO<~I  
研究团队展示了上海光机所SEL-100 PW激光装置前端的建设进展以及激光性能。该前端是硬X射线自由电子激光装置重要组成部分,同时也是世界首个工作在重频模式的百太瓦量级OPCPA激光器。该前端研制成功为实现100 PW激光超强峰值功率输出所需关键激光技术验证以及元器件的测试提供了优良的平台,为硬X射线自由电子激光装置建成和开放运行打下基础。 k3Y>QN|q8  
3wK)vW  
原文链接:https://doi.org/10.34133/2022/9894358
分享到:

最新评论

copland 2022-07-28 13:40
硬X射线自由电子激光装置
谭健 2022-07-28 13:59
激光超强峰值功率输出
谭健 2022-07-28 14:02
厉害 ,支持!!
personking 2022-07-28 14:11
上海硬X射线自由电子激光装置项目极端光物理线站100-PW激光装置前端实现重大突破
jabil 2022-07-28 14:29
nice information
谭健 2022-07-28 15:00
为硬X射线自由电子激光装置建成和开放运行打下基础。
夜唯霜 2022-07-28 16:47
谢谢分享,学习一下。
光电青年 2022-07-28 17:04
第三级OPCPA之后,放大的脉冲通过采样注入压缩器。在没有任何额外色散补偿的情况下,仅通过优化压缩器中光栅对的距离和角度
xjz0203 2022-07-28 17:44
在不久的将来,随着时空质量和运行稳定性的进一步提高,这个 OPCPA 前端将成为 SEL-100 PW 设施的重要组成部分。
jeremiahchou 2022-07-28 18:13
研究团队展示了上海光机所SEL-100 PW激光装置前端的建设进展以及激光性能。该前端是硬X射线自由电子激光装置重要组成部分,同时也是世界首个工作在重频模式的百太瓦量级OPCPA激光器。该前端研制成功为实现100 PW激光超强峰值功率输出所需关键激光技术验证以及元器件的测试提供了优良的平台,为硬X射线自由电子激光装置建成和开放运行打下基础。
我要发表 我要评论
限 50000 字节
关于我们
网站介绍
免责声明
加入我们
联系我们
服务项目
稿件投递
广告投放
人才招聘
团购天下
帮助中心
新手入门
发帖回帖
充值VIP
其它功能
站内工具
清除Cookies
无图版
手机浏览
网站统计
微信
扫一扫,关注光行天下的微信公众号!
微博
扫一扫,关注光行天下的新浪微博!
手机APP
扫一扫,下载安装光行天下的手机APP!
9652202 cyqdesign
主办方:成都光行天下科技有限公司
Copyright © 2005-2024 光行天下 蜀ICP备06003254号-1