激光光源研制

光参量啁啾脉冲放大

光参量啁啾脉冲放大是目前唯一能同时给出高峰值功率、高平均功率和少周期脉宽的技术。

产品介绍

从 CPA 到 OPCPA

2018 年诺贝尔奖授予的啁啾脉冲放大（CPA）改变了超短激光领域。CPA 用来在提高超短脉冲功率的同时避免增益介质光损伤，广泛用于从 CARBIDE、PHAROS 这类紧凑系统到拍瓦级装置。许多科学应用需要不同光谱范围的高强度脉冲，于是发展出光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）。

OPCPA 怎么用

1992 年维尔纽斯大学 A. Piskarskas 教授课题组首次在 OPA 中演示了啁啾脉冲的展宽、放大与压缩，提出用高能量泵浦脉冲放大展宽后的信号，可把飞秒脉冲推到太瓦量级。此后 OPCPA 成为高功率飞秒放大的公认技术，系统已达拍瓦峰值功率，并能在可见、近红外和中红外得到少周期脉冲。目前 OPCPA 是唯一能同时提供高峰值功率、高平均功率和少周期脉宽的激光技术。

ORPHEUS-OPCPA 作前端

因其固有高对比度，OPCPA 也被用作超高强度激光的前端。参量放大后对比度较高的脉冲再送入激光放大器做到超高能量。依托 CARBIDE、PHAROS 的稳定性，ORPHEUS-OPCPA 在与常规参量放大器相当的体积内给出少周期、CEP 稳定脉冲，并可作为更大放大器的种子。

ELI-ALPS 的 SYLOS

另一个 OPCPA 例子是 ELI-ALPS 的 SYLOS 单周期激光，由 PHAROS 飞秒激光和一台皮秒激光驱动。PHAROS 泵浦两台飞秒 OPA：第一台在 1.3 µm 给出被动 CEP 稳定脉冲以产生 CEP 稳定白光连续谱；第二台在 700–1000 nm 放大该连续谱，为后续 OPCPA 级提供高对比度种子。脉冲放大到 50 mJ、中心 850 nm，再经玻璃块与啁啾镜压缩到 10 fs。后续的 SYLOS 3 给出约 120 mJ 脉冲，CEP 稳定性小于 250 mrad，能量稳定性小于 1%。