С. В. Алексеев, А. И. Аристов, Я. В. Грудцын, Н. Г. Иванов, Б. М. Ковальчук, В. Ф. Лосев, С. Б. Мамаев, Г. А. Месяц, Л. Д. Михеев, Ю. Н. Панченко, А. В. Поливин, С. Г. Степанов, Н. А. Ратахин, В. И. Яловой, А. Г. Ястремский, “Гибридные фемтосекундные системы видимого диапазона на основе XeF(C–A)-усилителя: состояние и перспективы”, Квантовая электроника, 43:3 (2013), 190

Эта публикация цитируется в 51 статьях

Экстремальные световые поля и их приложения

Гибридные фемтосекундные системы видимого диапазона на основе XeF(C–A)-усилителя: состояние и перспективы

С. В. Алексеев^a, А. И. Аристов^b, Я. В. Грудцын^b, Н. Г. Иванов^a, Б. М. Ковальчук^a, В. Ф. Лосев^ca, С. Б. Мамаев^b, Г. А. Месяц^b, Л. Д. Михеев^b, Ю. Н. Панченко^a, А. В. Поливин^b, С. Г. Степанов^b, Н. А. Ратахин^ca, В. И. Яловой^b, А. Г. Ястремский^a

^a Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск
^b Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, г. Москва
^c Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Аннотация: Cообщается о результатах экспериментальных и теоретических исследований гибридных (твердое тело/газ) фемтосекундных систем видимого диапазона THL-100 (ИСЭ СО РАН) и THL-30 (ФИАН) на основе Ti : сапфирового стартового комплекса и фотохимического XeF(C–A)-усилителя. Стартовый комплекс обеспечивает импульсы излучения длительностью 50 фс с энергией во второй гармонике (475 нм) до 5 мДж. Активная среда усилителя создается в смеси XeF₂–N₂ при воздействии ВУФ излучения ксенона, возбуждаемого электронным пучком. Разработана компьютерная модель для расчета параметров XeF(C–A)-усилителя, которая дает хорошее согласие с экспериментом. В системе THL-100 с выходной апертурой XeF(C–A)-усилителя 25 см получена рекордная для видимого диапазона спектра пиковая мощность фемтосекундного излучения 14 ТВт в импульсе длительностью 50 фс с временным контрастом более 10⁸. Измерена мощность усиленного спонтанного излучения XeF(C–A)-усилителя в угле 0.2 мрад, составившая 32 Вт. Полученный результат указывает на то, что развиваемый гибридный подход к созданию систем сверхвысокой мощности обеспечивает высокий временной контраст излучения (более 10¹² при проектной пиковой мощности 100 ТВт). В системе THL-30 исследованы перспективы сокращения длительности усиливаемого фемтосекундного импульса и экспериментально показано, что с помощью компенсации дисперсии третьего порядка в гибридной системе можно получать импульсы длительностью по крайней мере 27 фс при обратной компрессии усиленных импульсов в объеме стекла. Обнаружено также новое явление уширения спектра и самокомпрессии отрицательно чирпированных фемтосекундных импульсов видимого диапазона при нелинейном взаимодействии широкоапертурных пучков с плавленым кварцем. Этот результат открывает перспективу разработки новых методов самокомпрессии фемтосекундных импульсов, которые лишены физических ограничений на энергию в импульсе, и осуществления обратной компрессии усиленных импульсов в выходном окне XeF(C–A)-усилителя.

Ключевые слова: гибридная лазерная система, XeF(C–A)-усилитель, фемтосекундное излучение видимого диапазона, отрицательно чирпированный фемтосекундный импульс, самокомпрессия.

PACS: 42.55.Lt, 42.65.Re, 42.65.Jx, 42.65.Ky

Поступила в редакцию: 24.01.2013