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上海光機(jī)所實(shí)現(xiàn)高諧波效率高填充系數(shù)的重頻皮秒紫外激光輸出

激光制造網(wǎng) 來源:上海光學(xué)精密機(jī)械研究所2021-10-21 我要評論(0 )   

近日,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)獲得了脈沖能量91mJ、脈寬470ps的355nm激光脈沖,三倍頻轉(zhuǎn)換效率高達(dá)76%,這是目前已知的重...

    近日,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)獲得了脈沖能量91mJ、脈寬470ps的355nm激光脈沖,三倍頻轉(zhuǎn)換效率高達(dá)76%,這是目前已知的重頻皮秒固態(tài)激光器中實(shí)現(xiàn)的最高三倍頻轉(zhuǎn)換效率。相關(guān)研究成果發(fā)表在《高功率激光科學(xué)與工程》(High Power Laser Science and Engineering)上。

  高功率紫外激光在激光預(yù)處理、微納加工、量子光學(xué)和非線性光學(xué)測量等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用需求。重頻亞納秒和皮秒紫外激光器由于缺乏精確的時(shí)空調(diào)制,三倍頻轉(zhuǎn)換效率通常低于50%。提高激光脈沖的時(shí)空填充系數(shù),使激光脈沖在時(shí)間和空間上各點(diǎn)的功率密度保持一致,可提高三倍頻轉(zhuǎn)換效率。

  該研究中,紫外激光器由前端可編程種子源、光隔離系統(tǒng)、再生放大器(RA)、光束整形器、主放大系統(tǒng)(MA)、諧波轉(zhuǎn)換單元等部分組成。研究人員通過精確調(diào)控Nd:YAG激光器放大后基頻激光脈沖的時(shí)間波形和空間分布,以提高其時(shí)空填充系數(shù)。120mJ、100Hz的1064nm激光脈沖通過兩塊LBO晶體進(jìn)行三倍頻后獲得了脈沖能量為91mJ、脈寬470ps的355nm激光脈沖,三倍頻轉(zhuǎn)換效率高達(dá)76%,脈沖能量穩(wěn)定性在3小時(shí)優(yōu)于1.07%(RMS),實(shí)現(xiàn)了重頻皮秒固態(tài)激光器中最高三倍頻轉(zhuǎn)換效率。

  研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)/技術(shù)帶頭人計(jì)劃、上海市市級科技重大專項(xiàng)、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。

  論文鏈接 :https://doi.org/10.1017/hpl.2021.23

時(shí)域可編程紫外激光器光路原理圖以及輸出光束近場光斑

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