Нещодавно спільна дослідницька група у складі наукового співробітника Мейчжі Суня з Об’єднаної лабораторії фізики потужних лазерів Шанхайського інституту оптичної точності та механічних досліджень Академії наук Китаю (SIPMR) і наукового співробітника Сяоніу Ту з Шанхайського інституту силікатної технології, Академія наук Китаю (SISTR) запропонувала нову конфігурацію для XOPA (Cross-Farper Intra-cavity Optical Parametric Amplification), яка була продемонстрована в експериментальній демонстрації на передній частині лазерного пристрою SG-II 5PW. Результати були опубліковані в Laser Photonics Reviews під назвою «Optical Parametric Amplification in Crossed Fabry-Perot Cavities».
Оптичне параметричне підсилення (OPA) і оптичне параметричне підсилення з частотним імпульсом (OPCPA) є найважливішими технологічними напрямками для високопотужних лазерних систем, а також основними технологічними напрямками для лазерних систем потужністю від десятків до сотень мегават у майбутньому. Розвиток цієї галузі висуває комплексні вимоги до технології лазерного посилення з точки зору ефективності, енергії, пропускної здатності, посилення, якості променя, співвідношення сигнал/шум і можливості формування.
Рис. 1. Принципова діаграма конфігурації XOPA
Дослідницька група поміщає нелінійний кристал у порожнину поперечного фарпера, обмежує світло сигналу та світло накачування для реалізації багатопрохідної передачі та перетворення енергії, усуває непрацююче світло поетапно та пригнічує рефлюкс трихвильової енергії змішування, щоб як реалізувати монотонне виділення енергії сигнального світла в світло накачування. Експериментально з використанням кристала YCOB, наданого Шанхайським інститутом силікатних досліджень, ефективність перетворення сигналу діапазону 800 нм для накачування світла становить 56,28%, спектральна ширина вихідної потужності 120 нм; крім того, дослідники розробили неоднакову довжину порожнини подвійної порожнини Fapper, щоб досягти чирпованого імпульсного світлового сигналу з висококонтрастним посиленням і формуванням. Це дослідження показує, що конфігурація XOPA має здатність формуватись у часовій, просторовій та частотній областях за умови високої ефективності перетворення та універсально застосовна до всіх діапазонів і всіх нелінійних кристалів для неколінеарного оптичного параметричного підсилення, що має велике значення для підвищення комплексних характеристик потужних лазерних систем.
Рис. 2 Теоретичне моделювання та експериментальні результати (а) спектральної еволюції та (б) ефективності перетворення 7-процесу підсилення проходу XOP
