Baru-baru ini, tim peneliti gabungan yang terdiri dari Peneliti Asosiasi Meizhi Sun di Laboratorium Gabungan Fisika Laser Daya Tinggi, Shanghai Institute of Optical Precision and Mechanical Research, Chinese Academy of Sciences (SIPMR) dan Peneliti Asosiasi Xiaoniu Tu di Shanghai Institute of Silicate Technology, Chinese Academy of Sciences (SISTR), telah mengusulkan konfigurasi baru untuk XOPA (Cross-Farper Intra-cavity Optical Parametric Amplification), yang telah didemonstrasikan melalui demonstrasi eksperimental berdasarkan ujung depan perangkat laser SG-II 5PW. Hasilnya dipublikasikan di Laser Photonics Reviews dengan judul "Optical Parametric Amplification in Crossed Fabry-Perot Cavities".
Optical Parametric Amplification (OPA) dan Chirped Pulse Optical Parametric Amplification (OPCPA) merupakan rute teknologi terpenting untuk sistem laser berdaya tinggi, dan rute teknologi utama untuk sistem laser berkapasitas puluhan hingga ratusan megawatt di masa mendatang. Pengembangan bidang ini memberikan persyaratan komprehensif pada teknologi amplifikasi laser dalam hal efisiensi, energi, lebar pita, penguatan, kualitas sinar, rasio sinyal terhadap derau, dan kemampuan pembentukan.
Gambar 1 Diagram skema konfigurasi XOPA
Tim peneliti menempatkan kristal nonlinier di dalam rongga cross-farper, membatasi cahaya sinyal dan cahaya pompa untuk mewujudkan transmisi multi-pass dan konversi energi, menghilangkan cahaya idle secara bertahap, dan menekan refluks energi tiga gelombang pencampuran, sehingga mewujudkan ekstraksi monotonik energi cahaya sinyal ke cahaya pompa. Secara eksperimental menggunakan kristal YCOB yang disediakan oleh Shanghai Institute of Silicate Research, efisiensi konversi cahaya sinyal pita 800nm ke cahaya pompa sebesar 56,28%, lebar spektral kapasitas keluaran 120nm; sebagai tambahan, para peneliti merancang panjang rongga yang tidak sama dari rongga Fapper ganda, untuk mencapai cahaya sinyal berdenyut berkicau dengan amplifikasi dan pembentukan kontras tinggi. Studi ini menunjukkan bahwa konfigurasi XOPA memiliki kemampuan untuk membentuk domain waktu, ruang, dan frekuensi dengan premis efisiensi konversi yang tinggi, dan berlaku secara universal untuk semua pita dan semua kristal nonlinier untuk amplifikasi parametrik optik nonkolinear, yang sangat penting untuk meningkatkan kinerja komprehensif sistem laser daya tinggi.
Gambar 2 Simulasi teoritis dan hasil eksperimen (a) evolusi spektral dan (b) efisiensi konversi proses amplifikasi 7-pass XOP
