近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光元件技術(shù)與工程部在正負(fù)1000fs²高色散鏡對(duì)研究中取得新進(jìn)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(bǔ)償精度等優(yōu)點(diǎn)，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(bǔ)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(fù)色散鏡，正色散鏡文章鮮有報(bào)道，而正負(fù)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(tuán)隊(duì)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(gè)周期型對(duì)稱膜系取代標(biāo)準(zhǔn)GTI鏡的部分反射膜層，使G-T腔跟對(duì)稱膜系組成的對(duì)稱腔形成串聯(lián)形式，設(shè)計(jì)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(jì)和白光干涉儀，完成其性能測(cè)試，成功驗(yàn)證了高色散鏡制備精度。采用脈沖模擬，驗(yàn)證了正負(fù)高色散鏡配對(duì)效果。并對(duì)正負(fù)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(fù)1000fs²高色散鏡將有望分別作為放大級(jí)和壓縮級(jí)應(yīng)用到啁啾脈沖放大系統(tǒng)中，實(shí)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(guó)際科技創(chuàng)新合作重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、博士后科學(xué)基金等支持。

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圖1正負(fù)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