Шанхайский институт оптики и механики (SIOM) добился технологического прогресса в преодолении предела 10-бит-ватт сверхмощных ультракоротких лазеров с титановыми драгоценными камнями

Недавно Государственная ключевая лаборатория лазерной физики сильного поля Шанхайского института оптики и точного машиностроения Китайской академии наук (SIPM) в сотрудничестве с Шанхайским университетом науки и технологий (SUST) добилась технического прогресса в преодолении «10-Верхний предел ударных ватт» сверхинтенсивных ультракоротких лазеров в титановых драгоценных камнях, а соответствующие результаты суммированы в статье «Усиление лазера на сапфире с когерентной мозаикой: способ преодолеть ограничение тока в 10 петаватт». сверхинтенсивные лазеры» была опубликована в журнале Advanced Photonics Nexus и выбрана в качестве обложки. статья на обложке.
От 1-петаваттной «Новой» в 1996 году до 10-петаваттной «Шанхайской установки сверхинтенсивного ультракороткого лазера (SULF)» в 2017 году и 10-петаваттной «Установки экстремального света Европейского Союза для Ядерная физика (ELI-NP)» в 2019 году он является основателем и генеральным директором ELI-NP, а также основателем «Шанхайской ультракороткой лазерной установки (SULF)». ЭЛИ-НП» в 2019 году значительный рост пиковой мощности обусловлен заменой усиливающей среды крупнокалиберного лазера с «неодимового стекла» на «титановый драгоценный камень», что позволяет уменьшить длительность импульса высокоэнергетического лазера примерно с 500 Фемтосекунды примерно до 25 фемтосекунд. Длительность импульса высокоэнергетического лазера была уменьшена с примерно 500 фемтосекунд до примерно 25 фемтосекунд. Однако 10 БВт, по-видимому, являются верхним пределом пиковой мощности для сверхинтенсивных ультракоротких лазеров с титановыми драгоценными камнями. В настоящее время , от плана развития 10-бит-ватт до 100-бит-ватт, международное сообщество в целом отказалось от технологии усиления чирпированных импульсов на основе титановых драгоценных камней Ti: сапфир-CPA и приняло оптическое параметрическое усиление чирпированных импульсов. Технология DKDP-OPCPA на основе нелинейных кристаллов DKDP, однако последняя имеет недостатки: низкую эффективность преобразования «сигнала накачки» и плохую стабильность «пространственно-временно-спектральной энергии», что затрудняет разработку и применение сверхинтенсивные ультракороткие лазеры. Напротив, будучи зрелой технологией, которая успешно реализовала стабильную мощность 10-бит-ваттного лазера, первая по-прежнему имеет большой потенциал в «пост-10-бит-ваттную эпоху».
Чтобы преодолеть «10-верхний предел ударных ватт» сверхинтенсивных ультракоротких лазеров с титановыми драгоценными камнями, команда предложила и утвердила метод усиления чирпированных импульсов Tiled-Ti:сапфир (T-CPA), который может не только увеличить апертуру титановых драгоценных камней, но и сократить усиление чирпированного импульса титановых драгоценных камней. апертура драгоценного камня, усекает поперечные паразитные колебания и обходит сложный пространственно-временной контроль. Исследовательская группа успешно продемонстрировала высокие временные и пространственные характеристики T-CPA на платформе сверхинтенсивного ультракороткого лазера (UISL) мощностью 100 тераватт и получила желаемые результаты. Эта работа предоставляет технические средства для преодоления «10-верхнего предела мегаватт» сверхмощных ультракоротких лазеров на титановых драгоценных камнях и разработки сверхинтенсивных ультракоротких лазеров в классе 100-мегаватт.