330 TW SILEX-I超短超强脉冲激光装置

王晓东  朱启华  黄小军  魏晓峰  周凯南  郭  仪  曾小明  王  逍  谢旭东

王凤蕊  孙  立  黄  征  邓  武  栾永平  王  方  蒋东镔

超强超短脉冲激光能够在实验室中创造前所未有的极端物态条件，如数百倍于氢原子基态库仑场的超强电场、109 Gs的超强磁场、109K的黑体辐射(远高于太阳中心的温度)、1011 MPa压强、1023 g的加速度、接近光速的电子振荡速度等。这种极端物态条件开辟了许多崭新的交叉学科领域，对材料科学、等离子体物理、原子核物理、相对论物理、凝聚态物理、加速器物理、天体物理、高能物理等带来难得的机遇及进一步拓展的空间。在强场激光物理研究领域，如高次谐波的产生，强场原子、分子物理，超快Ｘ射线辐射、超短波长Ｘ射线激光以及小型化高能粒子加速都需要超短超强激光脉冲。

为了更好地满足物理实验要求，对SILEX-I超短超强脉冲激光装置进行了升级改造。在原有泵浦系统的基础上重新进行了设计，提高了能量输出能力，采用增益补偿技术和超高斯光束软化技术，使泵浦系统光束质量和光束指向稳定性都有较大的提高。输出基频光(1 064 nm)能量大于210 J，倍频光(532 nm)能量大于90 J，近场调制度好于1.6:1。重新设计了30 TW及百TW放大器的参数，提高了能量输出能力。优化了压缩器参数，采用主动光谱控制技术，使激光脉宽压缩到30 fs。激光装置现稳定输出在200 TW以上，最大330 TW。利用离轴抛物面反射镜，采用激光远场和脉宽同时监测等专利技术使得脉冲焦斑半高宽小于15 mm(F/10)。优化了系统参数，使激光脉冲纳秒信噪比大于3×105。