Onlangs heeft een gezamenlijk onderzoeksteam van Associate Researcher Meizhi Sun bij het Joint Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optical Precision and Mechanical Research, Chinese Academy of Sciences (SIPMR) en Associate Researcher Xiaoniu Tu bij het Shanghai Institute of Silicate Technology, Chinese Academy of Sciences (SISTR), een nieuwe configuratie voorgesteld voor XOPA (Cross-Farper Intracavity Optical Parametric Amplification), die is gedemonstreerd door een experimentele demonstratie op basis van de front-end van het SG-II 5PW laserapparaat. De resultaten werden gepubliceerd in Laser Photonics Reviews onder de titel "Optical Parametric Amplification in Crossed Fabry-Perot Cavities".
Optical Parametric Amplification (OPA) en Chirped Pulse Optical Parametric Amplification (OPCPA) zijn de belangrijkste technologische routes voor lasersystemen met een hoog vermogen en de belangrijkste technologische routes voor lasersystemen van tientallen tot honderden megawatts in de toekomst. De ontwikkeling van dit veld stelt uitgebreide eisen aan laserversterkingstechnologie in termen van efficiëntie, energie, bandbreedte, versterking, bundelkwaliteit, signaal-ruisverhouding en vormgevingsvermogen.
Figuur 1 Schematisch diagram van XOPA-configuratie
Het onderzoeksteam plaatst het niet-lineaire kristal in de cross-farper-holte, beperkt het signaallicht en het pomplicht om multi-pass transmissie en energieomzetting te realiseren, elimineert het inactieve licht in fasen en onderdrukt de menging van drie-golfenergiereflux, om de monotone extractie van de energie van het signaallicht naar het pomplicht te realiseren. Experimenteel met behulp van het YCOB-kristal van het Shanghai Institute of Silicate Research, de 800nm band signaallicht naar pomplicht conversie-efficiëntie van 56,28%, spectrale breedte van 120nm uitvoercapaciteit; daarnaast ontwierpen de onderzoekers een ongelijke holtelengte van de dubbele Fapper-holte, om het getjirpte gepulseerde signaallicht van hoge contrastversterking en vormgeving te bereiken. Uit dit onderzoek blijkt dat de XOPA-configuratie de mogelijkheid heeft om vorm te geven in tijd-, ruimte- en frequentiedomeinen onder de voorwaarde van een hoge conversie-efficiëntie, en universeel toepasbaar is op alle banden en alle niet-lineaire kristallen voor niet-collineaire optische parametrische versterking, wat van groot belang is voor het verbeteren van de algehele prestaties van lasersystemen met hoog vermogen.
Figuur 2 Theoretische simulatie en experimentele resultaten van (a) spectrale evolutie en (b) conversie-efficiëntie van het 7-pass-amplificatieproces van XOP
