高信噪比、mJ级超短脉冲中红外激光光参量放大技术研究

利用本研究组已有的基础，在现有的高能量钛宝石啁啾脉冲放大系统的基础上，结合光参量放大技术，建立两级光参量放大器，第一级光参量放大器中产生200μJ、中心波长在1.5μm的种子激光，经过展宽后进入到第二级光参量放大器中，采用30mJ、50ps的1053nm激光泵浦，得到脉冲能量约1.8mJ、中心波长在3.6μm的放大激光，压缩后可以得到脉冲能量>1mJ、脉冲宽度约100fs、皮秒级脉冲信噪比>10^8、中心波长在3.6μm的中红外超强激光输出。这其中涉及到超短脉冲泵浦的光参量放大技术、非线性晶体的匹配角度和增益带宽、放大激光的色散控制、超短脉冲中红外激光的大能量增益技术、光参量放大过程中光束质量的控制、宽带中红外激光的展宽与压缩、输出激光的信噪比控制与提升技术、信号光与多级泵浦光之间的时序同步技术等诸多关键科学和技术问题；本项目将围绕这些问题开展研究工作。

利用本研究组已有的基础，采用高能量钛宝石激光放大系统为泵浦，利用SiC晶体为增益介质，建立了两级光参量放大器，得到了单脉冲能量17uJ的3-5μm激光输出；然后利用单脉冲能量30mJ、15ps的1064nm激光泵浦，以KTA晶体为增益介质，建立了两级光参量放大器，得到脉冲能量2mJ、波长在3-5μm的放大激光，压缩后得到脉冲能量1.2mJ、脉冲宽度小于100fs、皮秒级脉冲信噪比10^8、中心波长在3.6μm的中红外超强激光输出。