Nyligen har ett gemensamt forskarteam av Associate Researcher Meizhi Sun vid Joint Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optical Precision and Mechanical Research, Chinese Academy of Sciences (SIPMR) och Associate Researcher Xiaoniu Tu vid Shanghai Institute of Silicate Technology, Chinese Academy of Sciences (SISTR), har föreslagit en ny konfiguration för XOPA (Cross-Farper Intra-cavity Optical Parametric Amplification), som har demonstrerats genom en experimentell demonstration baserad på fronten av SG-II 5PW laserenheten. Resultaten publicerades i Laser Photonics Reviews under titeln "Optical Parametric Amplification in Crossed Fabry-Perot Cavities".
Optical Parametric Amplification (OPA) och Chirped Pulse Optical Parametric Amplification (OPCPA) är de viktigaste teknikvägarna för lasersystem med hög effekt, och de vanligaste teknikvägarna för tiotals till hundratals megawatts lasersystem i framtiden. Utvecklingen av detta område ställer omfattande krav på laserförstärkningsteknik när det gäller effektivitet, energi, bandbredd, förstärkning, strålkvalitet, signal-brusförhållande och formningsförmåga.
Fig. 1 Schematiskt diagram över XOPA-konfiguration
Forskargruppen placerar den olinjära kristallen inuti kors-farper-kaviteten, begränsar signalljuset och pumpljuset för att realisera multi-pass transmission och energiomvandling, eliminerar tomgångsljuset i steg och undertrycker den blandade trevågiga energiåterflödet, så att för att realisera den monotona utvinningen av energin från signalljuset till pumpljuset. Experimentellt med användning av YCOB-kristallen från Shanghai Institute of Silicate Research, 800 nm bandsignalljus till pumpljuskonverteringseffektivitet på 56,28 %, spektral bredd på 120 nm uteffekt; Dessutom designade forskarna ojämn kavitetslängd för den dubbla Fapper-kaviteten för att uppnå det kvittrade pulsade signalljuset av högkontrastförstärkning och formning. Denna studie visar att XOPA-konfigurationen har förmågan att forma i tid-, rums- och frekvensdomäner under förutsättningen av hög konverteringseffektivitet, och är universellt tillämplig på alla band och alla icke-linjära kristaller för icke-kollinjär optisk parametrisk förstärkning, vilket är av stor betydelse för förbättra den omfattande prestandan hos lasersystem med hög effekt.
Fig. 2 Teoretisk simulering och experimentella resultat av (a) spektral evolution och (b) konverteringseffektivitet för 7-passförstärkningsprocessen för XOP
