Recent, o echipă comună de cercetare a cercetătorului asociat Meizhi Sun la Laboratorul comun de fizică a laserelor de mare putere, Institutul de Precizie Optică și Cercetare Mecanică din Shanghai, Academia Chineză de Științe (SIPMR) și cercetătorul asociat Xiaoniu Tu la Institutul de Tehnologie a Silicaților din Shanghai, Academia Chineză de Științe (SISTR) a propus o nouă configurație pentru XOPA (Cross-Farper Intra-cavity Optical Parametric Amplification), care a fost demonstrată printr-o demonstrație experimentală bazată pe front-end-ul dispozitivului laser SG-II 5PW. Rezultatele au fost publicate în Laser Photonics Reviews sub titlul „Optical Parametric Amplification in Crossed Fabry-Perot Cavities”.
Optical Parametric Amplification (OPA) și Chirped Pulse Optical Parametric Amplification (OPCPA) sunt cele mai importante rute tehnologice pentru sistemele laser de mare putere și rutele tehnologice principale pentru sistemele laser de zeci până la sute de megawați în viitor. Dezvoltarea acestui domeniu impune cerințe cuprinzătoare pentru tehnologia de amplificare cu laser în termeni de eficiență, energie, lățime de bandă, câștig, calitatea fasciculului, raportul semnal-zgomot și capacitatea de modelare.
Fig. 1 Diagrama schematică a configurației XOPA
Echipa de cercetare plasează cristalul neliniar în interiorul cavității cross-farper, constrânge lumina de semnal și pompa de lumină pentru a realiza transmisia multi-pass și conversia energiei, elimină lumina inactivă în etape și suprimă refluxul de energie cu trei unde de amestecare, astfel încât pentru a realiza extragerea monotonă a energiei luminii de semnalizare către lumina pompei. Folosind experimental cristalul YCOB furnizat de Institutul de Cercetare a Silicatului din Shanghai, semnalul luminos de bandă de 800 nm pentru a pompa o eficiență de conversie a luminii de 56,28%, lățimea spectrală a capacității de ieșire de 120 nm; în plus, cercetătorii au proiectat lungimea inegală a cavității cavității duble Fapper, pentru a obține semnalul luminos pulsat de amplificare și modelare cu contrast ridicat. Acest studiu arată că configurația XOPA are capacitatea de a modela în timp, spațiu și domenii de frecvență sub premisa unei eficiențe ridicate de conversie și este universal aplicabilă tuturor benzilor și tuturor cristalelor neliniare pentru amplificarea parametrică optică necoliniară, ceea ce este de mare importanță pentru îmbunătățirea performanței cuprinzătoare a sistemelor laser de mare putere.
Fig. 2 Simularea teoretică și rezultatele experimentale ale (a) evoluției spectrale și (b) eficienței de conversie a procesului de amplificare 7-pass al XOP
