Nedavno je zajednički istraživački tim saradnika istraživača Meizhi Suna u Zajedničkoj laboratoriji za lasersku fiziku velike snage, Šangajskog instituta za optičku preciznost i mehanička istraživanja, Kineske akademije nauka (SIPMR) i pridruženog istraživača Xiaoniu Tua na Šangajskom institutu za silikatnu tehnologiju, Kineska akademija nauka (SISTR) je predložila novu konfiguraciju za XOPA (Cross-Farper Intra-cavity Optical Parametric Amplification), što je demonstrirano eksperimentalnom demonstracijom zasnovanom na prednjem delu laserskog uređaja SG-II 5PW. Rezultati su objavljeni u Laser Photonics Reviews pod naslovom "Optičko parametarsko pojačanje u ukrštenim Fabry-Perot šupljinama".
Optičko parametarsko pojačanje (OPA) i optičko parametarsko pojačanje impulsa (OPCPA) su najvažniji tehnološki putevi za laserske sisteme velike snage i glavni tehnološki putevi za desetine do stotine megavata laserskih sistema u budućnosti. Razvoj ove oblasti postavlja sveobuhvatne zahteve za tehnologiju laserskog pojačanja u smislu efikasnosti, energije, propusnog opsega, pojačanja, kvaliteta zraka, odnosa signal-šum i mogućnosti oblikovanja.
Slika 1 Šematski dijagram XOPA konfiguracije
Istraživački tim postavlja nelinearni kristal unutar šupljine cross-farpera, ograničava signalno svjetlo i svjetlo pumpe kako bi se ostvario višeprolazni prijenos i konverzija energije, eliminira svjetlo u stanju mirovanja u fazama i potiskuje refluks energije miješanja od tri vala, tako da ostvariti monotono izdvajanje energije signalnog svjetla u svjetlo pumpe. Eksperimentalno koristeći YCOB kristal koji je obezbedio Šangajski institut za istraživanje silikata, signalno svetlo u opsegu 800nm za pumpanje efikasnosti konverzije svetlosti od 56,28%, širina spektra od 120nm izlaznog kapaciteta; osim toga, istraživači su dizajnirali nejednaku dužinu šupljine dvostruke Fapper šupljine, kako bi se postiglo cirpirano impulsno signalno svjetlo visokog kontrasta pojačanja i oblikovanja. Ova studija pokazuje da XOPA konfiguracija ima sposobnost oblikovanja u vremenskim, prostornim i frekvencijskim domenima pod pretpostavkom visoke efikasnosti konverzije, te je univerzalno primjenjiva na sve pojaseve i sve nelinearne kristale za nekolinearno optičko parametarsko pojačanje, što je od velikog značaja za poboljšanje sveobuhvatnih performansi laserskih sistema velike snage.
Slika 2 Teorijska simulacija i eksperimentalni rezultati (a) spektralne evolucije i (b) efikasnosti konverzije 7-procesa pojačanja XOP-a
