Szanghajski Instytut Optyki i Mechaniki (SIOM) dokonuje postępu technologicznego w przełamywaniu limitu 10-watów w mocy ultraintensywnych ultrakrótkich laserów za pomocą tytanowych kamieni szlachetnych

Niedawno Państwowe Kluczowe Laboratorium Fizyki Laserów Silnego Pola w Szanghajskim Instytucie Optyki i Maszyn Precyzyjnych Chińskiej Akademii Nauk (SIPM), we współpracy z Szanghajskim Uniwersytetem Nauki i Technologii (SUST), poczyniło postęp technologiczny w przełamywaniu „10-Górna granica mocy” ultraintensywnych ultrakrótkich laserów w tytanowych kamieniach szlachetnych, a odpowiednie wyniki podsumowano w artykule „Spójnie ułożone płytki Ti: wzmocnienie lasera szafirowego: sposób na przełamanie limitu 10 petawatów prądu ultraintensywne lasery” został opublikowany w Advanced Photonics Nexus i wybrany jako artykuł na okładkę. artykuł z okładki.
Od 1-petawatowego „Nova” w 1996 r. do 10-petawatowego „Ultra-intensywnego ultrashortowego urządzenia laserowego (SULF) w Szanghaju” w 2017 r. i 10-petawatowego „urządzenia do ekstremalnego oświetlenia Unii Europejskiej dla Nuclear Physics (ELI-NP)” w 2019 r., jest założycielem i dyrektorem generalnym ELI-NP oraz założycielem „Shanghai Ultrashort Laser Facility (SULF)”. ELI-NP” w roku 2019, znaczny wzrost mocy szczytowej wynika ze zmiany wielkokalibrowego ośrodka wzmacniającego lasera ze „szkła neodymowego” na „tytanowy kamień szlachetny”, co powoduje zmniejszenie szerokości impulsu lasera wysokoenergetycznego z około 500 femtosekund do około 25 femtosekund.Szerokość impulsu lasera wysokoenergetycznego została zmniejszona z około 500 femtosekund do około 25 femtosekund.Jednak 10 bW wydaje się być górną granicą mocy szczytowej dla ultraintensywnych ultrakrótkich laserów z tytanowymi kamieniami szlachetnymi.Obecnie od planu rozwoju 10-beat-wat do 100-beat-wat, firma międzynarodowa ogólnie porzuciła technologię wzmacniania ćwierkanych impulsów Ti:sapphire-CPA na bazie tytanu i przyjęła optyczne parametryczne wzmacnianie ćwierkanych impulsów technologia DKDP-OPCPA oparta na nieliniowych kryształach DKDP, ta ostatnia ma jednak wady w postaci niskiej wydajności konwersji „sygnału pompy” i słabej stabilności „energii widmowo-przestrzennej”, co stwarza wyzwania dla rozwoju i stosowania ultraintensywne, ultrakrótkie lasery. Wręcz przeciwnie, ta pierwsza technologia, jako dojrzała technologia, która z powodzeniem zapewniła stabilną moc wyjściową lasera o mocy 10-beat-watów, nadal ma ogromny potencjał w „erze post-10-beat-watów”.
Aby przełamać „10-górną granicę mocy uderzeniowej” ultraintensywnych ultrakrótkich laserów z tytanowymi kamieniami szlachetnymi, zespół zaproponował i zatwierdził technikę T-CPA Tiled-Ti:sapphire Chirped Pulse Amplification, która może nie tylko zwiększyć aperturę tytanowych kamieni szlachetnych, ale także obciąć ćwierkające wzmocnienie impulsów tytanowych klejnotów. otwór w kamieniu szlachetnym, odciąć poprzeczne oscylacje pasożytnicze i ominąć złożoną kontrolę czasoprzestrzenną. Zespół badawczy z powodzeniem zademonstrował wysoką wydajność czasową i przestrzenną T-CPA na platformie ultraintensywnego ultrakrótkiego lasera (UISL) o mocy 100 terawatów i uzyskał pożądane wyniki. Praca ta zapewnia środki techniczne umożliwiające przełamanie „10-górnej granicy megawatów” ultraintensywnych ultrakrótkich laserów z tytanu i kamieni szlachetnych oraz opracowanie ultraintensywnych ultrakrótkich laserów w klasie 100-megawatów.