Nylig har et felles forskerteam av førsteamanuensis Meizhi Sun ved Joint Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optical Precision and Mechanical Research, Chinese Academy of Sciences (SIPMR) og assisterende forsker Xiaoniu Tu ved Shanghai Institute of Silicate Technology, Chinese Academy of Sciences (SISTR), har foreslått en ny konfigurasjon for XOPA (Cross-Farper Intra-cavity Optical Parametric Amplification), som har blitt demonstrert ved en eksperimentell demonstrasjon basert på frontenden av SG-II 5PW laserenheten. Resultatene ble publisert i Laser Photonics Reviews under tittelen "Optical Parametric Amplification in Crossed Fabry-Perot Cavities".
Optical Parametric Amplification (OPA) og Chirped Pulse Optical Parametric Amplification (OPCPA) er de viktigste teknologirutene for høyeffektlasersystemer, og mainstream-teknologien ruter for titalls til hundrevis av megawatts lasersystemer i fremtiden. Utviklingen av dette feltet stiller omfattende krav til laserforsterkningsteknologi når det gjelder effektivitet, energi, båndbredde, forsterkning, strålekvalitet, signal-til-støy-forhold og formingsevne.
Fig. 1 Skjematisk diagram av XOPA-konfigurasjon
Forskerteamet plasserer den ikke-lineære krystallen inne i tverrfarper-hulrommet, begrenser signallyset og pumpelyset for å realisere multi-pass overføring og energikonvertering, eliminerer tomgangslyset i trinn, og undertrykker den blandende trebølgeenergirefluksen, slik som å realisere den monotone utvinningen av energien til signallyset til pumpelyset. Eksperimentelt ved å bruke YCOB-krystallen levert av Shanghai Institute of Silicate Research, 800nm-båndet signallys til pumpelyskonverteringseffektivitet på 56,28%, spektralbredde på 120nm utgangskapasitet; i tillegg designet forskerne ulik hulromslengde i det doble Fapper-hulrommet for å oppnå det kvitrende pulserende signallyset med høykontrastforsterkning og forming. Denne studien viser at XOPA-konfigurasjonen har evnen til å forme i tid, rom og frekvensdomener under premisset om høy konverteringseffektivitet, og er universelt anvendelig for alle bånd og alle ikke-lineære krystaller for ikke-kollineær optisk parametrisk forsterkning, noe som er av stor betydning for forbedre den omfattende ytelsen til lasersystemer med høy effekt.
Fig. 2 Teoretisk simulering og eksperimentelle resultater av (a) spektral evolusjon og (b) konverteringseffektivitet av 7-passamplifikasjonsprosessen til XOP
