Pengembangan sumber laser

Penguatan pulsa chirp parametrik optik

OPCPA satu-satunya teknologi yang sekaligus memberi daya puncak dan rata-rata tinggi serta durasi pulsa beberapa siklus.

Konsultasikan solusi produk

Pengantar produk

Dari CPA ke OPCPA

Teknologi penguatan pulsa chirp (CPA) untuk laser berenergi tinggi, yang dianugerahi Hadiah Nobel 2018, telah merevolusi seluruh bidang ilmu laser ultrasingkat. Teknik CPA dimaksudkan untuk menaikkan daya pulsa ultrasingkat sambil menghindari kerusakan optik pada medium laser. Dewasa ini, teknik tersebut dipakai secara luas pada sistem penguat laser pulsa ultrasingkat modern, baik sistem laser kompak seperti laser CARBIDE dan PHAROS, maupun sistem laser berdaya puncak petawatt yang besar. Namun, banyak penerapan ilmiah memerlukan pulsa berintensitas tinggi pada rentang spektral yang berbeda, sehingga mendorong pengembangan penguatan pulsa chirp parametrik optik (OPCPA).

Bagaimana OPCPA dipakai

Percobaan uji konsep pertama tentang peregangan, penguatan, dan kompresi pulsa chirp pada penguat parametrik optik (OPA) ditunjukkan pada 1992 oleh kelompok riset Vilnius University yang dipimpin Prof. A. Piskarskas. Diusulkan bahwa pemakaian pulsa pompa berenergi tinggi untuk menguatkan sinyal chirp yang telah diregangkan pada suatu OPA akan memungkinkan menaikkan daya pulsa femtosekon hingga tingkat terawatt. Sejak itu, penguatan pulsa chirp parametrik optik (OPCPA) menjadi teknologi penguatan yang diakui secara luas dan berkembang pesat untuk pembangkitan pulsa femtosekon berdaya tinggi, dengan sistem yang kini mencapai daya puncak petawatt. Teknologi OPCPA tidak hanya membangkitkan pulsa berdaya ultra-tinggi, tetapi juga pulsa yang sangat singkat (beberapa siklus), yang diperoleh secara eksperimen pada rentang spektral tampak (VIS), inframerah dekat (NIR), dan inframerah tengah (MIR). Saat ini, OPCPA adalah satu-satunya teknologi laser yang sekaligus menyediakan daya puncak dan daya rata-rata tinggi, serta durasi pulsa beberapa siklus, yang diperlukan penerapan ilmiah yang paling menuntut.

ORPHEUS-OPCPA sebagai front-end

Karena pulsa keluaran yang secara inheren berkontras tinggi, sistem penguatan pulsa chirp parametrik optik (OPCPA) juga telah diadopsi sebagai front-end pada sejumlah laser berintensitas ultra-tinggi, dengan keunggulan tertentu dibanding teknik peningkatan kontras temporal lain. Pulsa dengan kontras yang relatif tinggi setelah penguat parametrik optik kemudian dikuatkan lebih lanjut pada penguat laser hingga energi ultra-tinggi. Dengan memanfaatkan kestabilan laser CARBIDE dan PHAROS, ORPHEUS-OPCPA menghasilkan pulsa beberapa siklus yang stabil CEP dalam paket yang sama kompaknya dengan penguat parametrik standar. ORPHEUS-OPCPA juga dapat berfungsi sebagai sumber benih bagi penguat yang lebih besar, menghasilkan pulsa bebas latar dengan lebar pita hampir satu siklus, koherensi fase spektral yang unggul, dan kestabilan CEP.

SYLOS pada ELI-ALPS

Sorotan OPCPA lain adalah laser siklus tunggal SYLOS pada ELI-ALPS (Extreme Light Infrastructure Attosecond Light Pulse Source). Sistem laser SYLOS didasarkan pada OPCPA yang digerakkan laser femtosekon PHAROS dan suatu laser pikosekon. Prinsip kerjanya melibatkan laser PHAROS yang memompa dua OPA femtosekon. OPA pertama menghasilkan pulsa yang distabilkan CEP secara pasif pada 1.3 µm untuk membangkitkan kontinuum cahaya putih yang stabil CEP. Secara bersamaan, OPA kedua menguatkan kontinuum cahaya putih pada rentang spektral 700–1000 nm, menyediakan pulsa benih berkontras tinggi untuk tahap penguatan pulsa chirp parametrik optik berikutnya. Pulsa, yang dikuatkan hingga energi pulsa 50 mJ dan berpusat pada panjang gelombang 850 nm, dikompresi dalam rangkaian blok kaca dan cermin chirp hingga durasi pulsa 10 fs. Penerusnya, sistem laser SYLOS 3, menghasilkan pulsa sekitar 120 mJ dengan kestabilan CEP kurang dari 250 mrad dan kestabilan energi pulsa kurang dari 1%.