Neseniai bendra asocijuotojo mokslininko Meizhi Sun jungtinė didelės galios lazerinės fizikos laboratorija, Šanchajaus optinio tikslumo ir mechaninių tyrimų institutas, Kinijos mokslų akademija (SIPMR) ir asocijuotas tyrėjas Xiaoniu Tu Šanchajaus silikatų technologijos institute, Kinijos mokslų akademija (SISTR) pasiūlė naują XOPA (Cross-Farper Intra-cavity Optical Parametric Amplification) konfigūraciją, kurią įrodė eksperimentinė demonstracija, pagrįsta SG-II 5PW lazerinio įrenginio priekine dalimi. Rezultatai buvo paskelbti Laser Photonics Reviews pavadinimu „Optical Parametric Amplification in Crossed Fabry-Perot Cavities“.
Optinis parametrinis stiprinimas (OPA) ir Chirped Pulse Optical Parametric Amplification (OPCPA) yra svarbiausi didelės galios lazerinių sistemų technologijų maršrutai ir pagrindiniai technologijų maršrutai, skirti dešimčių iki šimtų megavatų lazerinėms sistemoms ateityje. Šios srities plėtra kelia išsamius lazerinio stiprinimo technologijos reikalavimus, susijusius su efektyvumu, energija, pralaidumu, stiprėjimu, spindulio kokybe, signalo ir triukšmo santykiu bei formavimo galimybėmis.
1 pav. XOPA konfigūracijos schema
Tyrėjų komanda įdeda netiesinį kristalą į kryžminę ertmę, apriboja signalinę šviesą ir siurblio šviesą, kad būtų pasiektas kelių pralaidų perdavimas ir energijos konvertavimas, palaipsniui pašalinama tuščiosios eigos šviesa ir slopinamas maišymosi trijų bangų energijos refliuksas, realizuoti monotonišką signalinės šviesos energijos ištraukimą į siurblio šviesą. Eksperimentiškai naudojant Šanchajaus silikatų tyrimų instituto pateiktą YCOB kristalą, 800 nm juostos signalinės šviesos siurbimo šviesos konversijos efektyvumas yra 56,28%, spektrinis plotis 120 nm išėjimo talpa; be to, mokslininkai suprojektavo nevienodą dvigubos Fapper ertmės ertmės ilgį, kad pasiektų čirškiamą impulsinę didelio kontrasto stiprinimo ir formavimo signalinę šviesą. Šis tyrimas rodo, kad XOPA konfigūracija turi galimybę formuoti laiko, erdvės ir dažnio sritis, esant aukštam konversijos efektyvumui, ir yra visuotinai taikoma visoms juostoms ir visiems netiesiniams kristalams nekolineariniam optiniam parametriniam stiprinimui, o tai yra labai svarbu pagerinti visapusišką didelės galios lazerinių sistemų veikimą.
2 pav. XOP 7-praėjimo stiprinimo proceso (a) spektrinės evoliucijos ir (b) konversijos efektyvumo teorinis modeliavimas ir eksperimentiniai rezultatai
