Nedávno spoločný výskumný tím pridruženého výskumníka Meizhi Sun v Spoločnom laboratóriu fyziky vysokovýkonných laserov, Šanghajský inštitút pre optickú presnosť a mechanický výskum, Čínska akadémia vied (SIPMR) a pridružený výskumný pracovník Xiaoniu Tu v Šanghajskom inštitúte silikátovej technológie, Čínska akadémia vied (SISTR) navrhla novú konfiguráciu pre XOPA (Cross-Farper Intra-cavity Optical Parametric Amplification), ktorá bola preukázaná experimentálnou demonštráciou založenou na prednej časti laserového zariadenia SG-II 5PW. Výsledky boli publikované v Laser Photonics Reviews pod názvom "Optical Parametric Amplification in Crossed Fabry-Perot Cavities".
Optical Parametric Amplification (OPA) a Chirped Pulse Optical Parametric Amplification (OPCPA) sú najdôležitejšie technologické cesty pre vysokovýkonné laserové systémy a hlavné technologické cesty pre desiatky až stovky megawattových laserových systémov v budúcnosti. Rozvoj tejto oblasti kladie komplexné požiadavky na technológiu laserového zosilnenia z hľadiska účinnosti, energie, šírky pásma, zisku, kvality lúča, pomeru signálu k šumu a schopnosti tvarovania.
Obr. 1 Schéma konfigurácie XOPA
Výskumný tím vloží nelineárny kryštál do dutiny krížového farperu, obmedzí signálne svetlo a svetlo pumpy, aby sa realizoval viacpriechodový prenos a premena energie, postupne sa eliminuje nečinné svetlo a potláča sa miešanie trojvlnového energetického refluxu, takže realizovať monotónnu extrakciu energie signálneho svetla do svetla čerpadla. Experimentálne s použitím kryštálu YCOB poskytnutého Shanghai Institute of Silicate Research, 800nm pásmo signálneho svetla na pumpovanie s účinnosťou konverzie svetla 56,28%, spektrálna šírka 120nm výstupnej kapacity; okrem toho výskumníci navrhli nerovnakú dĺžku dutiny dvojitej Fapperovej dutiny, aby dosiahli cvrlikanie pulzného signálneho svetla s vysokým kontrastom zosilnenia a tvarovania. Táto štúdia ukazuje, že konfigurácia XOPA má schopnosť tvarovať časové, priestorové a frekvenčné domény za predpokladu vysokej účinnosti konverzie a je univerzálne použiteľná pre všetky pásma a všetky nelineárne kryštály pre nekolineárne optické parametrické zosilnenie, čo má veľký význam pre zlepšenie komplexného výkonu vysokovýkonných laserových systémov.
Obr. 2 Teoretická simulácia a experimentálne výsledky (a) spektrálneho vývoja a (b) účinnosti konverzie 7-priechodového amplifikačného procesu XOP
