OPCPA系统

※ 高能OPCPA系统1kHz时输出能量高达50mJ

※ 高重复频率OPCPA系统100kHz时输出能量高达100μJ

※ 前端基于经过实际验证的PHAROS激光器

※ 利用温度稳定光参量放大器（OPA）实现被动CEP稳定

※ 使用飞秒PHAROS泵浦和白光连续谱种子源，实现皮秒时间尺度下高时间对比度可靠的光学泵浦-种子同步

※    通过高谐波发生的阿托秒脉冲生成

※    阿托秒脉冲的应用

※    平均功率53W的CEP稳定化OPCPA系统可提供5.5TW脉冲能量，重复频率为1kHz

飞秒激光技术原理

飞秒激光器主要由飞秒激光振荡器、展宽器、飞秒激光放大器、压缩器组成。参考图1。

飞秒激光振荡器是利用增益介质的增益特性产生飞秒量级超短脉冲激光的装置，获得超短脉冲的主要方法是运用调Q或锁模技术。锁模技术就是在飞秒量级的激光技术中，获得超短脉冲的方法。利用锁模技术对激光束进行调制，使光束中不同的振荡纵模具有确定的相位关系，从而使各个模式相干叠加得到超短脉冲。锁模激光器脉宽可达几个fs，相应地具有很高的峰值功率。

图1  飞秒激光系统结构图

通过啁啾脉冲放大技术（CPA），进一步对飞秒激光振荡器输出的fs激光脉冲的峰值功率进行放大。该技术通过控制色散对放大系统的脉宽产生几个量级的展宽或压缩作用。参考图2。具体步骤如下：

首先，通过展宽器中的色散原件将飞秒脉冲展宽为皮秒量级，这时脉冲的峰值功率强度将大大降低，但单个脉冲的总能量不变。其次，在飞秒激光放大器中将这个低峰值功率强度的脉冲由nJ级放大到J级的强度。最后，啁啾过程转变方向，利用压缩器中的色散原件将脉冲压缩，使之恢复为原来的脉宽。由于总能量变大，峰值功率强度将随脉宽的变窄而极大地提高，从而得到超高峰值功率的超短脉冲。

图2  CPA技术原理图