上海光机所实现用于单周期艾瓦激光的超宽带脉冲压缩光栅
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所邵建达研究员、晋云霞研究员团队和张江国家实验室李朝阳研究员在超宽带脉冲压缩光栅领域取得突破性进展。研究团队针对单周期脉冲压缩需求,成功研制超400 nm宽带金光栅,其在750-1150 nm 的波长范围内衍射效率大于90%,比现役金光栅带宽提升近一倍,并且其研制口径可进一步推向米量级。相关成果以“400nm ultra-broadband gratings for near-single-cycle 100 Petawatt lasers”为题发表于《自然·通讯》。 拍瓦激光器的脉冲宽度从目前10-20个周期压缩到单周期(3.3 fs)结合大能量的载入被认为是实现艾瓦激光的未来。研究团队长期深耕于宽带高阈值脉冲压缩光栅领域。在本项工作进展中,超宽带金光栅的仿真设计取得突破,引入方位角扩展了设计和应用自由度;实验上掌握了光栅槽形演化规律,发明了大底宽小尖角金光栅技术(专利号:CN114879293B),成功研制1443 g/mm和1527 g/mm超400 nm宽带金光栅(图1)。如此宽带和高阈值(优于0.3J/cm2)的超宽带光栅将在宽角非共线光参量啁啾脉冲放大系统中发挥关键性作用,理论计算证明其足以支撑 4 fs 脉冲压缩,可将实现百拍瓦需要的光栅口径从米级缩减至半米级。 图1. 400 nm超宽带金光栅 图2. 超宽带压缩概念示意,压缩光栅的带宽、效率、阈值决定了压缩脉冲的宽度和峰值功率 |