《科学报告》：新设计推动下一代超强激光器功率迈向艾瓦级

超短脉冲超高能超强激光是探索物理学、宇宙学、材料科学等未知领域的有力工具。凭借啁啾脉冲放大(CPA)技术，目前的记录已经达到10拍瓦(petawatts)。

在最近发表在《科学报告》上的一项研究中，大阪大学的研究人员提出了下一代超强激光器的概念，其模拟峰值功率高达1艾瓦级(exawatt)

目前，全世界千兆瓦激光器的设施规模很大，项目投资也很高。超强激光的未来在于通过压缩脉冲持续时间而不是增加脉冲能量来进一步增加峰值功率。

在以前的研究中(OSA Continuum，DOI: 10.1364/OSAC.2.001125)，该小组开发了一种新的设计——广角非共线光学参量啁啾脉冲放大(WNOPCPA)，以增加放大的光谱并相应地减少压缩脉冲。

WNOPCPA的关键机制是通过使用对应于不同放大光谱的多光束泵浦来增加总带宽。

在新改进的设计中，通过使用双光束泵浦WNOPCPA和精心优化的相位匹配，完全避免了泵浦干扰，并实现了具有两个宽光谱的超宽带带宽，导致< 10 fs的高能激光放大。

当这种激光器与后压缩技术相结合时，由非线性效应引起的光谱展宽显著增强，并且模拟显示最高峰值功率的记录可以被推到艾瓦级。

研究人员称这种设计有两个优点:一个是WNOPCPA中的超宽带放大，另一个是后压缩中非线性光谱展宽的增强。这项研究可能会为进一步提高激光峰值功率提供一种可能的方法，甚至可以达到艾瓦级。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41598-020-80435-6