运行稳定！光阴极驱动激光系统研究获进展，输出红外功率达到116.2 W

2021-09-06 14:55

光电阴极在自由电子激光器(FELs)和能量回收加速器(ERLs)中有着广泛的应用。在驱动激光器的控制下，可以产生超低发射度和不同束长的电子束。由于这些，世界上大多数运行和在建的FELs使用光电阴极电子枪作为电子源。高平均电流和高平均功率电子束，是光电阴极电子枪的前沿研究方向。

近期，中国科学院高能物理研究所加速器中心介绍了最新研制的高平均功率光电阴极驱动激光系统。据悉，该系统采用掺镱光子晶体棒光纤作为主要放大器，平均红外功率已超过100 W。较高的输出功率，给后续的脉冲压缩和整形带来了足够的灵活性。

具体而言，他们研制了一种以光子晶体光纤和光子晶体棒为主要增益介质的全光纤驱动激光系统。该系统运行稳定，输出红外(IR)功率达到116.2 W。

由二次谐波产生的绿色激光器的脉冲宽度小于2 ps，最大输出功率约为39.4 W，SHG效率超过60%。

运行稳定！光阴极驱动激光系统研究获进展，输出红外功率达到116.2 W

驱动激光系统的布局如图1所示。振荡器是MenloSystems公司的飞秒锁模激光器。其输出重复频率可达81.25 MHz，可与外部射频信号同步。激光器的中心波长为1030 nm，光谱宽度为28 nm。振荡器有两个输出端口，一个空闲空间输出端口和一个光纤输出端口。来自自由空间端口的激光脉冲宽度为300fs，平均功率为60mw，而来自另一个端口的激光脉冲宽度为6ps，平均功率为30mw。选用光纤端口作为种子激光源，制作全光纤驱动激光系统。

上述相关成果发表在OPTICS EXPRESS上。研究过程中高功率驱动激光束的获得，为克服PAPS激光长距离传输中的诸多困难、提高电子束流流强以及获得高束流品质电子束奠定了基础。