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數(shù)百瓦量級(jí)板條放大器 高重頻高功率超快激光器研究新進(jìn)展
2024年01月04日 14:27:43
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：12720
近期,，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在高重頻高功率超快激光器研究方面取得進(jìn)展。此次研究完成了基于平凸柱面鏡結(jié)構(gòu)的數(shù)百瓦量級(jí)Innoslab超快激光器的研制,。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】超快激光具有極短的時(shí)域?qū)挾取⒊叩姆逯倒β?、超高的重?fù)頻率和超寬的光譜范圍,，在基礎(chǔ)科學(xué)研究、精密測(cè)量,、材料加工,、光通信、生物醫(yī)學(xué),、軍事等中領(lǐng)域均得到大量應(yīng)用,。如今，我國超快激光器已列入智能制造2025國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,，市場(chǎng)前景非常廣闊,。
我國自主研發(fā)的激光器應(yīng)用涵蓋了以焊接、切割,、制孔,、標(biāo)記和增材制造等為代表的宏觀制造技術(shù)，以微焊接,、精密切割,、精密鉆孔及燒蝕等為代表的微加工技術(shù)和以飛秒激光直寫、雙光子聚合,、干涉光刻,、接觸離子透鏡序列、激光誘導(dǎo)表面納米結(jié)構(gòu)和納米顆粒激光制備等為代表的激光微納制造技術(shù)等領(lǐng)域,，覆蓋毫米,、微米和納米多個(gè)尺度，是先進(jìn)制造中不可或缺的利器,。
與摻釹的全固態(tài)皮秒激光器相比,，摻鐿的全固態(tài)亞皮秒激光器通常采用啁啾脈沖放大技術(shù)，在相同的脈沖能量下具有更高的峰值功率，并且通過進(jìn)一步的非線性壓縮可以達(dá)到100 fs以下甚至少周期量級(jí)的脈沖寬度,，極大地?cái)U(kuò)展了摻鐿超快激光器的應(yīng)用場(chǎng)景,。部分端面泵浦的板條(Innoslab)放大器是實(shí)現(xiàn)高功率超快激光放大的主要手段之一。
近期,，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在高重頻高功率超快激光器研究方面取得進(jìn)展,。此次研究完成了基于平凸柱面鏡結(jié)構(gòu)的數(shù)百瓦量級(jí)Innoslab超快激光器的研制。
研究人員通過采用平凸柱面鏡混合腔結(jié)構(gòu),，很好地實(shí)現(xiàn)了自激振蕩抑制,，設(shè)計(jì)并研制了高增益、高功率的Innoslab放大器,。放大器實(shí)現(xiàn)了平均功率417W,，重復(fù)頻率175kHz的啁啾脈沖放大輸出，輸出光束在脈沖能量為1.7mJ—2.38mJ的范圍內(nèi)都表現(xiàn)出了良好的脈沖質(zhì)量,，壓縮脈沖寬度為406fs,，且脈沖形狀規(guī)范，無基座或旁瓣,。是目前Innoslab激光器在毫焦耳能量范圍內(nèi),、數(shù)百瓦平均功率下的最短脈沖寬度。
同時(shí),，實(shí)驗(yàn)中對(duì)脈沖的演化過程也進(jìn)行了定性分析,，認(rèn)為來自激光器前端殘余的高階色散、放大器的增益濾波效應(yīng),、展寬器和壓縮器之間三階色散的輕微失配,，以及放大器中累積的非線性相移的綜合效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了高脈沖質(zhì)量的輸出，為Innoslab放大器獲得更短脈沖寬度提供了新的思路,。該激光器將應(yīng)用于高次諧波產(chǎn)生和微納加工等相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域,。
相關(guān)成果以“417 W, 2.38 mJ Innoslab amplifier compressible to a high pulse quality 406 fs”為題發(fā)表于Optics Letters。
(資料來源：上海光學(xué)精密機(jī)械研究所)
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