100拍瓦雷射裝置高性能種子源研究取得進展

2020-08-28 中科院之聲

近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場雷射物理國家重點實驗室在100拍瓦雷射裝置中的高性能種子源方面取得進展，利用級聯光參量放大（OPA）技術產生高性能910nm種子源，並應用到硬X射線自由電子雷射裝置極端光物理線站100PW雷射裝置。相關研究成果發表於《光學快報》。

為推動強場物理、真空QED等前沿重大物理研究，多個研究機構提出100拍瓦級超強超短雷射裝置的建設計劃，目前正在上海張江建設的硬X射線自由電子雷射裝置極端光物理線站中的100PW雷射裝置是其中率先啟動的項目。100拍瓦雷射裝置採用光參量啁啾脈衝放大（OPCPA）的總體技術，種子源部分作為100拍瓦雷射系統的源頭將為整個系統提供時空譜全域性能優良的高質量種子脈衝，其性能將直接影響裝置的輸出能力，具有至關重要的作用。

上海光機所採用超連續譜產生結合飛秒光學參量放大技術，通過級聯光參量放大和精密色散控制技術獲得重複頻率1kHz、與超寬帶光學參量放大匹配的910nm中心波長、高於100微焦的脈衝能量、大於200nm的超寬帶寬、小於15fs的脈衝寬度、優於1012的超高時間對比度以及時空質量優良的輸出，綜合性能滿足100拍瓦雷射系統的要求。目前該種子源已投入工程應用，為後續系統的研製提供基礎與保障。

相關工作得到了國家發展改革委、上海市發展改革委、上海市級重大專項、中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金委等支持。

圖.種子源的光譜圖、脈寬圖

來源：中國科學院上海光學精密機械研究所

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