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  • 上海光機所在超強超短激光時空耦合方面取得進展

    作者:佚名 來源:上海光機所 時間:2022-11-15 12:51 閱讀:133 [投稿]
    中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室與張江實驗室和上?萍即髮W合作,在超強超短(飛秒拍瓦)激光時空耦合方面取得進展。

    近期,中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室與張江實驗室和上?萍即髮W合作,在超強超短(飛秒拍瓦)激光時空耦合方面取得進展,相關成果以“Simulating spatiotemporal dynamics of ultra-intense ultrashort lasers through imperfect grating compressors”為題發表于Optics Express。

    隨著超強超短激光近五年實現10拍瓦出光,未來五年可能實現100拍瓦出光,脈沖寬度越來越短,光束口徑卻越來越大,因此傳統時空分立的評價標準已不再適用。超強超短激光的時空耦合近期引起了極大的關注,甚至決定著該類大科學裝置上物理實驗的成敗。

    超強超短激光的時空耦合由來已久,早期研究集中在“脈沖前沿傾斜或彎曲”這類簡單的一階時空耦合。2016年F. Quéré等人首次觀測到超強超短激光的復雜時空耦合【Nat. Photonics 10, 547 (2016)】。2017年本研究團隊首次解釋了復雜時空耦合的產生機制,主要來源于壓縮器光柵的波前誤差,并于2018年首次模擬了超強超短激光的三維時空形態【Appl. Phys. Express 10, 102702 (2017),Opt. Express 26, 8453 (2018),第14回(2020年度)日本近藤獎】。此后,涌現了大量關于超強超短激光時空耦合的研究和測量工作。

    本工作中,研究團隊對先前提出的壓縮器時空耦合模型進行完善:添加了兩種因素、一項結果、一種壓縮器結構和一種誤差【圖1】。模擬了100拍瓦激光在近場和遠場的三維時空光場【圖2】。對比了不同非完美光柵壓縮器對應的靶上光強【圖3】。該工作為未來100拍瓦和艾瓦激光的工程建設與實驗應用具有指導意義。


    圖1. 當前工作與之前工作和未來工作的比較。


    圖2. 理想壓縮器輸出的(a)近場和(b)遠場三維時空光場。非完美壓縮器輸出的(c)近場和(d)遠場三維時空光場。


    圖3. 不同非完美壓縮器輸出的歸一化靶上光強

    原文鏈接:https://doi.org/10.1364/OE.473439

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