近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光元件技術與工程部在正負1000fs²高色散鏡對研究中取得新進展。相關研究成果以“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構，即通過將兩個周期型對稱膜系取代標準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形式，設計得到+1000fs²和-1000fs²@750-850nm高色散鏡。利用雙離子束濺射技術完成高色散鏡成功制備，結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損傷特殊開展了研究，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用到啁啾脈沖放大系統(tǒng)中，實現基于高色散鏡放大和壓縮的啁啾脈沖放大系統(tǒng)。

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圖1.正負1000fs2高色散鏡脈沖展寬和壓縮模擬

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圖2.-1000fs²高色散鏡鼓包形貌

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

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