近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率激光元件技術(shù)與工程部在正負1000fs²高色散鏡對研究中取得新進展。相關(guān)研究成果以“Design, production, and characterization of a pair of positive and negative high dispersive mirrors for chirped pulse amplification systems”為題，發(fā)表在Optics Express上。

高色散鏡具有高反射、高色散量以及高色散補償精度等優(yōu)點，已作為腔外脈沖壓縮元件應(yīng)用于啁啾脈沖放大系統(tǒng)中。而色散補償量更高以及帶寬更寬的高色散鏡，可以支撐脈寬更窄以及能量更高的脈沖輸出，有助于提高超快激光系統(tǒng)的輸出質(zhì)量。目前高色散鏡研究主要集中于負色散鏡，正色散鏡文章鮮有報道，而正負高色散鏡可分別作為脈沖展寬和壓縮元件應(yīng)用于啁啾脈沖放大系統(tǒng)中。

研究團隊提出了一種MGTI（Modified Gires-Tournois interferometer）鏡的高色散鏡初始結(jié)構(gòu)，即通過將兩個周期型對稱膜系取代標(biāo)準(zhǔn)GTI鏡的部分反射膜層，使G-T腔跟對稱膜系組成的對稱腔形成串聯(lián)形式，設(shè)計得到+1000fs²和-1000fs²@750-850nm高色散鏡。利用雙離子束濺射技術(shù)完成高色散鏡成功制備，結(jié)合分光光度計和白光干涉儀，完成其性能測試，成功驗證了高色散鏡制備精度。采用脈沖模擬，驗證了正負高色散鏡配對效果。并對正負高色散鏡在飛秒激光作用下?lián)p傷特殊開展了研究，解釋了飛秒作用下高色散鏡鼓包形成和發(fā)展過程。正負1000fs²高色散鏡將有望分別作為放大級和壓縮級應(yīng)用到啁啾脈沖放大系統(tǒng)中，實現(xiàn)基于高色散鏡放大和壓縮的啁啾脈沖放大系統(tǒng)。

相關(guān)工作得到了中意政府間國際科技創(chuàng)新合作重點項目、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會、博士后科學(xué)基金等支持。

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圖1正負1000fs²高色散鏡脈沖展寬和壓縮模擬

圖2 -1000fs²高色散鏡鼓包形貌