采用大口径KDP晶体的掺钛蓝宝石飞秒脉冲二倍频

【作者】 李琨； 张彬； 蔡邦维； 朱启华； 黄小军；

【机构】 四川大学电子信息学院； 中国工程物理研究院激光聚变研究中心；

【摘要】 短波长、超高强度飞秒脉冲激光在高能物理、激光核聚变等诸多方面具有广泛的应用价值。本文针对中心波长800nm、带宽(FWHM)约30nm、脉冲宽度(FWHM)约30fs的超高强度掺钛蓝宝石飞秒脉冲激光,采用一块厚度1mm、口径50mm的KDP晶体进行了I类角度失谐匹配方式的二倍频实验。当输入基频光单脉冲能量30～150mJ、光束口径为45mm时,获得的最大二倍频光单脉冲能量为 12．7mJ。输入基频光单脉冲能量为30～90mJ、光束口径为25mm时,获得10％左右的转换效率,二倍频光带宽约为3nm。此外,结合实验参数进行了数值模拟计算,对实验结果进行了分析。研究结果表明, 由于KDP晶体的光谱接受范围有限,二倍频光光谱窄化严重。受基频光光束质量及超高强度基频光入射条件下三阶非线性效应引入的附加位相失配的影响,二倍频转换效率较低,并且,三阶非线性效应还导致了二倍频光中心波长的偏移。为了在实验中获得更高的二倍频光转换效率以及更大的带宽,可以从以下几方面进行改进:提高基频光光束质量;改善基频光光谱分布的均匀性;提高KDP晶体加工精度; 采用光谱角色散方式的宽带二倍频方案。更多还原