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超强激光科学卓越创新简报 

(第二百三十七期) 

2021年12月31日

上海光机所在超宽带拍瓦级OPCPA系统色散控制取得新进展

  近期,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队在超宽带拍瓦级OPCPA系统的色散控制上取得新进展,相关成果发表在Optics & Laser Technology

  单光栅Offner展宽器并不是真正的无像差,它与共轭的Treacy压缩器之间存在色散失配。因此,在基于单光栅Offner展宽器的高峰值功率CPA或OPCPA激光系统中,通常需要引入额外的色散控制方法。虽然双光栅Offner 展宽器的无像差特性是众所周知的,但其在OPCPA系统中的色散控制优势仍未被探索,尤其是在材料色散相对较少的拍瓦级OPCPA系统。

  团队充分研究了双光栅Offner 展宽器的色散特性,并从理论上实验证明了其在拍瓦级OPCPA系统中的色散控制优势。结果表明,在不使用任何额外色散控制方法的情况下,仅通过优化系统中的双光栅Offner展宽器和Treacy压缩器就可以直接实现近傅里叶变换极限(FTL)的脉宽输出。更重要的是,在原理验证实验中,基于该方案成功将3 ns啁啾脉宽、210 nm光谱带宽的放大脉冲压缩到了15.4 fs (FTL值为15 fs)。这也是目前OPCPA系统所实现的最宽放大脉冲光谱(全宽210 nm)和最窄压缩脉宽(<15 fs)。

  相关工作得到了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、上海市科技重大专项的支持。

  原文链接 

图1 实验测得的放大光谱和压缩脉冲

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