Récemment, une équipe de recherche conjointe composée du chercheur associé Meizhi Sun du laboratoire conjoint de physique des lasers de haute puissance de l'Institut de recherche optique et mécanique de précision de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences (SIPMR) et du chercheur associé Xiaoniu Tu de l'Institut de technologie des silicates de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences (SISTR), a proposé une nouvelle configuration pour XOPA (amplification paramétrique optique intra-cavité Cross-Farper), qui a été démontrée par une démonstration expérimentale basée sur le frontal du dispositif laser SG-II 5PW. Les résultats ont été publiés dans Laser Photonics Reviews sous le titre « Amplification paramétrique optique dans les cavités Fabry-Perot croisées ».
L'amplification paramétrique optique (OPA) et l'amplification paramétrique optique à impulsions chirpées (OPCPA) sont les technologies les plus importantes pour les systèmes laser de haute puissance et les principales technologies pour les systèmes laser de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mégawatts à l'avenir. Le développement de ce domaine impose des exigences complètes à la technologie d'amplification laser en termes d'efficacité, d'énergie, de bande passante, de gain, de qualité du faisceau, de rapport signal/bruit et de capacité de mise en forme.
Fig. 1 Schéma de configuration XOPA
L'équipe de recherche a placé le cristal non linéaire à l'intérieur de la cavité croisée, contraint la lumière du signal et la lumière de pompage pour réaliser une transmission multipasse et une conversion d'énergie, élimine la lumière inactive par étapes et supprime le reflux d'énergie à trois ondes de mélange, de manière à réaliser l'extraction monotone de l'énergie du signal lumineux à la lumière de pompage. Expérimentalement, en utilisant le cristal YCOB fourni par l'Institut de recherche sur les silicates de Shanghai, l'efficacité de conversion de la lumière du signal de bande de 800 nm en lumière de pompage est de 56,28 %, la largeur spectrale de la capacité de sortie est de 120 nm ; en outre, les chercheurs ont conçu une longueur de cavité inégale de la cavité à double Fapper, pour obtenir la lumière du signal pulsé chirpé d'amplification et de mise en forme à contraste élevé. Cette étude montre que la configuration XOPA a la capacité de se mettre en forme dans les domaines du temps, de l'espace et de la fréquence sous la prémisse d'une efficacité de conversion élevée, et est universellement applicable à toutes les bandes et à tous les cristaux non linéaires pour l'amplification paramétrique optique non colinéaire, ce qui est d'une grande importance pour améliorer les performances globales des systèmes laser haute puissance.
Fig. 2 Simulation théorique et résultats expérimentaux de (a) l'évolution spectrale et (b) l'efficacité de conversion du processus d'amplification à 7- passes de XOP
