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低温冷却二极管抽运激光器样机HiLASE

2013-07-26 11:18
科技那回事
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  近年来,飞秒脉冲固态激光系统研究领域迅速地发展起来。世界许多先进的实验室都建立了激光脉冲宽度约为30~500飞秒的亚拍瓦及拍瓦级功率的激光装置。这一新的科研工具推动了一系列研究进展:超热电子及离子加速(包括质子加速);硬 X射线的产生,核反应的启动等等。科研工作者们针对基于纳秒和飞秒时间尺度激光辐射下热核靶快点火的可能性展开了一系列的理论分析及实验研究。

  过去十年由于半导体激光棒价格降低、功率增加,以及新颖的光束调节技术的出现,高效率、高能量、高光束质量的二极管固态激光器(DPSSL)得到了广泛关注。全球正研制数台能量可达100J甚至更高的高能量级DPSSL。建议中的高效提取DPSSL能量有两种方法,第一种建立在能动镜放大器和单面冷却的基础上。第二种则基于气冷板层架构,正如水星(Mercury)激光器系统中的那样。这两种方案中,低温都将对导热和放大自发辐射(ASE)产生影响。HiLASE工程的项目2目的是设计并优化100J/10Hz的Yb:YAG激光放大器,它可升级到能量达千焦。

  光路结构

  HiLASE的种子脉冲由一台二极管抽运的腔倒空式Yb:YAG激光振荡器发射出,在1030nm附近有0.2nm的带宽,持续时间达8ns。系统经优化后能发出约1mJ的脉冲,重复频率10Hz。这种振荡器的输出脉冲首先由上升时间为50ps的声光调制器(AOM)塑形,然后经二极管抽运多程Yb:YAG升能放大器放大,放大器是能动镜的结构。预计其输出脉冲约为200mJ,重复频率10Hz。因为增益饱和效应,输入脉冲被转化成一个持续2ns的平顶激光脉冲,升能放大器中的多程像传递为6或8程。

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