May 15, 2023Laisser un message

Technologie optique non linéaire ultrarapide - Technologie de compression non linéaire à impulsions divisées

L'impulsion divisée (impulsion divisée) combinée à l'amplification optique a produit la technologie d'amplification d'impulsion divisée (DPA). Ces dernières années, de nombreux groupes ont appliqué des impulsions divisées à divers schémas de compression d'impulsions non linéaires et ont développé des techniques de compression non linéaire d'impulsions divisées pour améliorer l'énergie des impulsions.
Le premier travail présenté dans ce numéro combine pour la première fois la compression split-pulse avec la compression de cavité multi-passes. La compression de cavité multipasse présente de nombreux avantages, tels qu'une transmission plus élevée et la possibilité d'une compression non linéaire sûre et fiable des impulsions de kilowatt et de millijoule, cependant, elle est également limitée par les seuils de dommages optiques de la cavité et l'ionisation des gaz. Pour surmonter ces limitations, le groupe Jena Limpert en Allemagne a utilisé la technique d'impulsion divisée dans une expérience de compression de cavité multipasse. L'extrémité avant est un laser à fibre basé sur 16-way chirped pulse amplification (CPA) avec un diamètre de faisceau synthétisé de 8 mm et une compression CPA à deux étages, qui peut produire un laser d'une puissance moyenne de 200 W, impulsion énergie de 4 mJ et largeur d'impulsion de 175 fs. Le laser de sortie est divisé en quatre impulsions par deux cristaux BBO, puis pénètre dans la cavité multi-passage pour élargir le spectre, après quoi la synthèse d'impulsions est réalisée par les cristaux BBO, et enfin les impulsions synthétisées sont compressées à l'aide de plusieurs miroirs chirpés.


Le faisceau traverse la cavité multipasse 26 fois avec du gaz argon de 350 mbar et l'efficacité de sortie globale est de 84 % avec une puissance de sortie finale de 169 W. Le spectre avant et après compression est d'environ 120 nm à 20 dB de bande passante du spectre compressé. . Lorsque l'impulsion approche la largeur limite de transformation d'impulsion de 32 fs, de petites impulsions négligeables peuvent être vues à 800 fs, et aucune petite impulsion ne peut être vue à 1600 fs, indiquant un très bon contraste et une bonne synthèse dans le domaine temporel des impulsions.


Le deuxième travail présenté dans ce numéro combine la compression des fibres à impulsions divisées et à cœur creux pour compresser des impulsions à haute énergie. Pour éviter les effets d'auto-focalisation et l'ionisation des gaz en comprimant les impulsions avec des fibres à noyau creux remplies de gaz inerte, les options incluent le changement de l'état de polarisation des impulsions en polarisation circulaire, l'introduction d'un gradient de pression de gaz et l'utilisation des modes d'ordre supérieur du creux- fibre centrale, mais ces méthodes ne peuvent toujours pas augmenter l'énergie d'impulsion compressible au-dessus du seuil d'ionisation des gaz. Ils ont utilisé de la calcite, des plaques demi-onde et des polariseurs pour séparer les impulsions et synthétiser les impulsions, ont utilisé une fibre à noyau creux remplie de gaz Xe comme milieu d'élargissement spectral, puis ont utilisé un miroir chirpé pour compresser l'impulsion unique synthétisée.


Le spectre élargi expérimentalement a une structure parabolique typique élargie par l'effet d'auto-modulation de phase, où l'espacement des bandes de modulation est 0.5 nm, correspondant au retard de 7,2 ps introduit par la calcite. Enfin, le miroir chirpé est utilisé pour introduire une dispersion de -18000 fs2, comprimant l'impulsion à 89 fs avec une puissance de crête de 91 % de la puissance de crête de l'impulsion à transformation limitée, qui a une énergie de 5. 0 mJ.


La première application réussie d'impulsions divisées à un schéma de compression d'impulsions non linéaire à cavité multipasse utilisant quatre impulsions pour l'élargissement spectral a augmenté l'énergie d'impulsion de sortie totale de la compression de cavité multipasse existante à 3,4 mJ avec une puissance moyenne de 169 WGW Jenkins et al. utilisé des impulsions divisées pour surmonter les limitations d'ionisation dans la compression des fibres à noyau creux, et pour une seule impulsion, l'ionisation a limité l'énergie de l'impulsion de sortie à 2,7 mJ. En divisant l'impulsion en quatre impulsions de faible énergie, le groupe a obtenu une impulsion compressée de 5,0 mJ.

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