近日，中科院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室，在關(guān)于非線性壓縮中小尺寸自聚焦現(xiàn)象的抑制研究中取得新的進展，相關(guān)研究成果以“A novel small-scale self-focusing suppression method for post-compression in high peak power lasers”為題發(fā)表于High Power Laser Science and Engineering。

目前，啁啾脈沖放大技術(shù)的發(fā)展使得超強超短激光脈沖的峰值功率突破10 PW量級，為人類提供了全新的實驗手段和物理條件。然而啁啾脈沖放大技術(shù)中激光增益介質(zhì)及光柵的尺寸和損傷閾值限制了更高脈沖峰值功率激光的產(chǎn)生，極大地增加了研制更高脈沖峰值功率激光系統(tǒng)的成本和難度。激光脈沖非線性壓縮技術(shù)是實現(xiàn)更高峰值功率激光脈沖輸出的一種可行技術(shù)途徑，但仍有許多技術(shù)瓶頸有待解決，小尺寸自聚焦就是其中一個關(guān)鍵技術(shù)難題。

研究團隊提出一種基于非對稱四光柵的新型非線性壓縮方案，通過引入空間色散抑制在非線性壓縮中產(chǎn)生的小尺寸自聚焦現(xiàn)象。理論數(shù)值模擬結(jié)果證明了新型后壓縮方案對于空間小尺度自聚焦效應(yīng)的抑制作用。這一研究成果不僅為脈沖后壓縮技術(shù)的發(fā)展和實際應(yīng)用提供了重要的技術(shù)支持，也將有助于未來超高功率激光技術(shù)的發(fā)展。

圖1.新型非線性壓縮方案示意圖

圖2.新型非線性壓縮方案下光通量分布圖。(a)壓縮前；(b)壓縮后；(c)壓縮前局部放大圖；(d)壓縮后局部放大圖。

相關(guān)研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金以及中國科學(xué)院青促會等項目的支持。

相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1017/hpl.2024.31