德国团队开发出新型高功率激光，有望为下一代阿秒源铺路

2021-10-15 18:03

近日，德国一个研究团队将光纤激光系统与多通道细胞的最新进展相结合，创造出一种激光，这种激光具有独特的低周期脉冲组合，具有高平均功率、脉冲能量和重复频率，并具有稳定的载波包络相位(CEP)操作。

有了这些特性，这种激光器将成为驱动下一代阿秒源的理想选择，比如欧洲的极端光基础设施(ELI)。

ELI是世界上最大、最先进的高功率激光基础设施，将用于研究在最高强度和最短时间尺度下的光物质相互作用。ELI的阿秒光脉冲源的光束线将在产生孤立的阿秒脉冲方面提供前所未有的性能，因此对激光系统有非常高的要求。

德国有源光纤系统有限公司的Steffen H?drich表示:“这种独特的激光系统开发成功，可以为二次光源开辟新的前景，例如未来一代具有前所未有参数的孤立阿秒脉冲。”

他在光学激光大会上展示了这种激光：“这反过来又有望促进对电子过程在基本长度和时间尺度上的理解，并有助于在生物学、化学、物理和医学方面的新发现。”

研究人员开发了一种光纤啁啾脉冲放大系统，它相干地结合了八个放大器通道。该系统发出300-fs脉冲，然后使用两个多通单元压缩到几个周期。

第一个多通单元使用标准的介质镜实现1.7-mJ脉冲，持续时间小于35 fs。第二个单元使用金属反射镜，在脉冲能量1.1 mJ、110-W平均功率和100 kHz重复频率下，脉冲持续时间仅为5.8 fs。

为了充分利用激光器的高平均功率和快速重复频率，需要稳定的CEP工作。研究人员使用一个立体抗相位计测量每个脉冲的CEP，该相位计可以对全频谱的噪声进行表征。CEP测量被发送到一个PID控制器，创建一个反馈环路，并产生400 MRAD的CEP噪声。

该系统满足了ELI-ALPS对HR1激光器的要求。研究人员们正在将这种方法扩展到HR2参数，也就是说，将这一概念应用到500 w、5-mJ、6-fs、cep稳定激光系统的演示中。

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