基于XeF(C-A)放大器的混合(固态/气态)超高功率飞秒激光系统

• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 混合激光器 XeF(C-A)放大器 飞秒脉冲宽度 电子束 紫外转换器
• 年，卷（期）: 2011,（2）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 252-259
• 分类号: TN248.1
• 字数: 682字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20111902.0252

摘要

提出了基于前端发生器和终端放大器,使用光泵浦XeF(C-A)激活介质的太瓦级混合激光器(THIA00)系统.前端发生器由长532 nm的连续激光泵浦的钛宝石飞秒脉冲振荡器,脉冲展宽机构,532 nm的脉冲激光泵浦的再生多通道放大器,衍射光栅压缩器和二次谐波发生器(KDP)组成.其光束输出参数为:脉冲持续时间50 fs,二次谐波(475 nm)辐射能量5mJ.前端发生器以10 Hz的单脉冲模式工作.XeF(C-A)放大器由双高压脉冲发生器(线性变压器),爆炸式阴极发射真空二极管,电子束注入系统,充满Xe的气室转换器和激光单元组成.高压发生器包括12个变压器,每个变压器有8个电容(40 nF)和火花隙,电容可以充电至100 kV.真空二极管中的电子束参数为:总电流300 kA.峰值电压550kV,脉冲持续时间约150 ns.穿透金属箔片到达Xe转换器的6个100 cm × 12 cm电子束的总能量为6-7kJ.激光系统通过泵浦能量的级联处理导致Xe2的快速形成,并在(172±5) nm连续辐射.真空紫外辐射通过CaF2窗口辐射到含有XeF2燕汽和氮气缓冲气体的激光单元中,使XeF2光解,形成XeF*准分子.由真空紫外辐射泵浦的放大器激活介质长110cm,直径为24cm.文中通过数值模拟给出了输出参数和第一实验结果,根据XeF(C-A)放大器参数模型和增益测量结果,得到的输出能量高达2-3J,这意味着50 fs脉冲的峰值功率高达40-60 TW.