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新激光器可以帮助研究极快或高功率的光-物质相互作用

光纤激光器系统已与多通道单元的最新发展相结合,以设计具有高脉冲能量、平均功率和重复率的少周期脉冲的特殊组合以及稳定的载波包络相位 (CEP) 操作的激光器.

新激光器可以帮助研究极快或高功率的光-物质相互作用。

图片来源:Shutterstock.com/evv

新型激光器的这些特性使其非常适合为下一代阿秒光源供电,类似于欧洲极光基础设施 (ELI) 的光源。

所谓的 ELI 被认为是世界上最大、最先进的高功率激光基础设施。这将用于在最短的时间尺度和最高强度下检查光物质相互作用。 ELI 的阿秒光脉冲源的光束线将在产生单独的阿秒脉冲方面提供无与伦比的性能,因此满足对激光系统的高要求。

德国 Active Fiber Systems GmbH 的 Steffen Hädrich 将在 光学 (原名 OSA)激光大会虚拟网络会议从 10 月 3 日开始rd to 7th, 2021. Hädrich 的演讲将于 10 月 4 日星期一举行th, 2021 年美国东部时间 11:30 (UTC–04:00)。

这种独特的激光系统的开发为二次光源开辟了新的前景,例如。用于产生具有前所未有参数的孤立阿秒脉冲. 这些反过来有望促进对基本长度和时间尺度上的电子过程的理解,并有助于生物学、化学、物理学和医学的新发现.

Steffen Hädrich,有源光纤系统有限公司

研究人员提出了一种光纤啁啾脉冲放大系统,该系统相干地集成了八个放大器通道。这样做是为了设计一个能够满足 ELI 和其他科学应用要求的激光系统。此外,该系统在两个多通道单元的帮助下传输 300-fs 脉冲,这些脉冲被压缩到少数周期状态。

第一个多通道单元使用普通介质镜以达到 1.7 mJ 脉冲,持续时间低于 35 fs。第二个电池利用金属反射镜在 1.1 mJ 的脉冲能量、110 W 的平均功率和 100 kHz 的重复频率下实现仅 5.8 fs 的脉冲持续时间。

需要稳定的 CEP 操作才能充分利用激光器的高平均功率和快速重复率。科学家们可以通过在单个立体声 ATI 相位计的帮助下量化每个脉冲的 CEP 来实现这一点,该相位计能够表征整个频谱上的噪声。 CEP 测量值被传输到 PID 控制器,从而开发出允许大约 400 mrad CEP 噪声的反馈回路。

我们展示了在 100 kHz 脉冲重复率下具有 110 W 的少数周期 MPC 已实现的最短脉冲和最高压缩平均功率。随着进一步的改进,我们希望也能尽快实现低于 300 mrad 的 CEP 噪声.

Steffen Hädrich,有源光纤系统有限公司

所提出的激光系统满足 ELI-ALPS 的 HR1 激光器的要求. 我们正在将这种方法扩展到 HR2 参数,即实施此概念以演示 500W, 5mJ, 6fs CEP 稳定激光系统,”哈德里奇补充道。

来源: //www.osa.org/en-us/home/

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