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上海光机所知识创新简报 

(第三八〇期)  

2015年9月15日  

上海光机所神光II数PW激光联机实验取得重要进展 

  为拓展神光II激光装置未来提供物理实验的能力,上海光机所高功率激光物理联合实验室于2014年中期,依托神光II装置八路中的一束和神光II第九路激光,采用全OPCPA技术设计了数PW的超短脉冲激光实验平台。该系统依据目前所能获得的最大尺寸的压缩光栅,设计最大输出峰值功率大于5PW,压缩脉宽小于30fs,聚焦焦斑8μm内能量集中度大约为50% 

  2015420-510日数PW激光第一次联机实验,实现了OPCPA IOPCPA II全链路贯通,并获得了OPCPA II的放大信号。在压缩器安装和调试完成之后,于810-92日进行了第二次联机实验,本次联机实验实现了除OPCPA III单元之外的OPCPA IOPCPA II和压缩器的全链路调试。联机实验中,OPCPA II单元共实现了50发的大能量发射,神光II泵浦光倍频效率最大~65%,泵浦光最大输出能量130J,信号光脉冲输出单脉冲能量最大超过了30J,压缩后脉冲宽度小于30fs,最短24fs 

  整个压缩器放置在直径2.24m,长度4.8m的真空室内,啁啾脉冲压缩之后输出到靶面上的净脉冲能量大于23J,实现了1PW的到靶脉冲能量输出。 

  下一步课题组将对全系统的光束质量、稳定性、靶室聚焦单元等做进一步的提高和完善,预计近期可实现整个激光系统数PW功率的稳定运行输出。未来神光II激光装置将会逐步发展成为国内高功率激光方面的开放物理实验平台,数PW激光系统建成后,使神光II装置具有了提供1022-23W/cm2可聚焦峰值功率的输出能力,不但提升了强场物理实验方面的能力,同时配合神光II原来的多种脉宽(1-10ps35ps100ps1ns3ns5ns)输出,也大大提高了神光II激光装置在物理实验方面的灵活性和多样性。(高功率激光物理联合实验室供稿) 

1   PW激光设计立体图

  

  2  OPCPA I单元及输出光谱 

3  OPCPA II单元及信号光场图

4 压缩器及单次脉冲大能量条件下的测量结果

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