Recentemente, uma equipe de pesquisa conjunta da Pesquisadora Associada Meizhi Sun no Laboratório Conjunto de Física de Laser de Alta Potência, Instituto de Precisão Óptica e Pesquisa Mecânica de Xangai, Academia Chinesa de Ciências (SIPMR) e da Pesquisadora Associada Xiaoniu Tu no Instituto de Tecnologia de Silicato de Xangai, Academia Chinesa de Ciências (SISTR), propôs uma nova configuração para XOPA (Amplificação Óptica Paramétrica Intracavitária Cross-Farper), que foi demonstrada por uma demonstração experimental baseada no front-end do dispositivo laser SG-II 5PW. Os resultados foram publicados na Laser Photonics Reviews sob o título de "Amplificação Paramétrica Óptica em Cavidades Fabry-Perot Cruzadas".
Amplificação Óptica Paramétrica (OPA) e Amplificação Óptica Paramétrica de Pulso Chirped (OPCPA) são as rotas tecnológicas mais importantes para sistemas de laser de alta potência, e as rotas tecnológicas convencionais para sistemas de laser de dezenas a centenas de megawatts no futuro. O desenvolvimento deste campo coloca requisitos abrangentes na tecnologia de amplificação a laser em termos de eficiência, energia, largura de banda, ganho, qualidade do feixe, relação sinal-ruído e capacidade de modelagem.
Fig. 1 Diagrama esquemático da configuração do XOPA
A equipe de pesquisa coloca o cristal não linear dentro da cavidade cross-farper, restringe a luz de sinal e a luz de bombeamento para realizar a transmissão multi-passagem e a conversão de energia, elimina a luz ociosa em estágios e suprime o refluxo de energia de três ondas de mistura, de modo a realizar a extração monotônica da energia da luz de sinal para a luz de bombeamento. Experimentalmente usando o cristal YCOB fornecido pelo Instituto de Pesquisa de Silicato de Xangai, a luz de sinal de banda de 800 nm para eficiência de conversão de luz de bombeamento de 56,28%, largura espectral de capacidade de saída de 120 nm; além disso, os pesquisadores projetaram comprimento de cavidade desigual da cavidade Fapper dupla, para atingir a luz de sinal pulsada chilreada de amplificação e modelagem de alto contraste. Este estudo mostra que a configuração XOPA tem a capacidade de se moldar em domínios de tempo, espaço e frequência sob a premissa de alta eficiência de conversão, e é universalmente aplicável a todas as bandas e todos os cristais não lineares para amplificação paramétrica óptica não colinear, o que é de grande importância para melhorar o desempenho abrangente de sistemas de laser de alta potência.
Fig. 2 Simulação teórica e resultados experimentais de (a) evolução espectral e (b) eficiência de conversão do processo de amplificação de passagem 7-do XOP
