近日，大连化物所化学激光研究室李刚研究员、金玉奇研究员团队在薄片超快激光器研究方面取得新进展。团队基于全链条自主研发的72通薄片泵浦模块，实现了薄片皮秒激光再生放大输出功率超过300W。
千瓦级高重频皮秒激光器在自由电子激光器、EUV光源和阿秒脉冲产生，以及工业加工等领域有着广泛的应用前景。展宽后的光纤种子激光分别经薄片再生放大和薄片多程放大，再通过脉冲压缩(即啁啾脉冲放大技术)过程，是当前公认的实现高重频、大能量、高光束质量超短脉冲激光输出的最优技术路线。其中，多通泵浦薄片模块这一核心技术长期被国外公司所垄断，制约了我国高功率超短脉冲激光的发展。
本工作中，团队基于全链条自主研发的72通泵薄片泵浦模块，在50至200kHz 重复频率下实现了平均功率312W、最大单脉冲能量6.2mJ、脉冲宽度720ps、光光转换效率48.1%的脉冲激光输出。皮秒激光器系统整体功率稳定性RMS为0.5%、光束质量因子M2小于1.1。该工作对推动我国薄片超短脉冲激光发展具有重要意义。
该团队在薄片激光器的研制方面，经过多年的技术攻关，取得了系列研究进展，包括开发了薄片多通泵浦模块的主动对准技术(Optik，2018)，研发了用于薄片增益晶体的多孔泡沫结构冷却排列系统(Optik，2020)，研制了最新一代的72通薄片泵浦模块以及百 kHz高功率腔倒空薄片纳秒激光器(Optics Express，2022)，提出了一种高功率薄片激光器基横模输出的新方法(Optics Express, 2022)，研制了基于72通泵浦模块的百fs克尔透镜锁模薄片激光器(中国激光，2023)，拓宽了电光调Q薄片激光器脉宽的调谐范围(Optics Communications，2024)等。
相关研究成果以“国产Yb:YAG 薄片再生放大器输出功率突破300W”为题，发表在《中国激光》上。该工作的第一作者是我所704组博士研究生雷希音。上述工作得到深圳市创新创业计划科技重大专项、我所创新基金等项目的支持。(文/图 戴隆辉)
