单块晶体中级联二阶非线性过程产生高对比度飞秒脉冲

   本课题组在承担北京怀柔“综合极端条件用户装置”中的飞秒激光超快实验子系统（XD1）研究建设任务过程中，该组王羡之、王兆华、魏志义等科研人员提出了提升飞秒放大激光对比度的新方案，通过在单块非线性晶体中级联两个二阶非线性过程并配合光谱滤波，利用极为简单的结构直接产生了脉冲能量数百微焦耳的高稳定、高对比度飞秒激光脉冲。由前级飞秒激光放大器输出的光脉冲经过第一块滤波片光谱整形之后入射到BBO非线性晶体中先产生二倍频，之后倍频光与基频光的短波部分进行差频产生波长更长的闲频光；新产生的闲频光被第二块滤波片选出。在3mJ入射能量下，得到了单脉冲能量570μJ、主脉冲对比度高达10^-11的输出结果，且在14小时内的平均功率抖动RMS低至0.076%。该工作通过级联两个二阶非线性过程，在较低的入射光强下得到了等效于三阶非线性效应的对比度提升效果，无需真空系统，且两个过程发生在同一块晶体中，也无需延时控制，因此可以在空气中直接产生数百微焦的高稳定高对比度飞秒脉冲，大大简化了对比度提升单元的结构，在飞秒超强激光装置研究中具有极大的应用潜力。

　　相关结果发表于最近的Optics Letters【Vol. 47, No. 19, pp. 4981-4984 (2022)】上。这也是该团队在飞秒激光时间对比度提升方面最新获得的创新成果，并为怀柔综合极端条件用户装置中飞秒激光超快实验子系统的建设提供了重要支撑。

参见物理所科研动态新闻第72期。