Аннотация:
Пиковая мощность современных лазеров ограничена энергией импульса, которую способны выдержать дифракционные решётки оптического компрессора. Рассмотрен перспективный способ преодоления этого барьера: мощность импульса увеличивается не за счёт возрастания его энергии, а вследствие уменьшения его длительности, причём импульс укорачивается после прохождения компрессора (Compression AFter Compressor Approach, CafCA). Для этого спектр импульса расширяется благодаря фазовой самомодуляции, а затем импульс сжимается во времени дисперсионными зеркалами. Использование этой идеи, известной с 1960-х годов, в лазерах мощностью более 1 ТВт до недавнего времени ограничивалось рядом физических проблем. Эти проблемы, а также методы их решения подробно обсуждаются. Полученные в последние несколько лет экспериментальные результаты показывают эффективность метода (сжатие в пять раз) в диапазоне мощностей до 250 ТВт. CafCA обладает тремя несомненными достоинствами: простотой и дешевизной, пренебрежимо малыми потерями энергии импульса и возможностью применения в любых мощных лазерах.
Работа поддержана Министерством науки и высшего образования РФ в рамках федеральной целевой программы “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы” (субсидия 14.607.21.0196, уникальный идентификационный номер проекта RFMEFI60717X0196).
Поступила:12 мая 2019 г. Одобрена в печать: 22 мая 2019 г.
Образец цитирования:
Е. А. Хазанов, С. Ю. Миронов, Ж. Муру, “Нелинейное сжатие сверхмощных лазерных импульсов: компрессия после компрессора”, УФН, 189:11 (2019), 1173–1200; Phys. Usp., 62:11 (2019), 1096–1124
Linjing Yang, Chuanfei Yao, Xuan Wang, Guochuan Ren, Kaihang Li, Pingxue Li, “Enhancement of self-compression in large-mode-area fibers using third-order dispersion”, Optics & Laser Technology, 183 (2025), 112281
С. Ю. Миронов, Е. А. Хазанов, “Посткомпрессия импульса второй гармоники — путь увеличения пиковой мощности и временного контраста сверхмощных лазерных импульсов”, УФН, 194:1 (2024), 106–111; S. Yu. Mironov, E. A. Khazanov, “Post-compression of a second harmonic pulse: a way to increase the peak power and temporal contrast of ultrahigh-power laser pulses”, Phys. Usp., 67:1 (2024), 99–103
А. А. Соловьев, К. Ф. Бурдонов, В. Н. Гинзбург, М. Ю. Глявин, Р. С. Земсков, А. В. Котов, А. А. Кочетков, А. А. Кузьмин, А. А. Мурзанев, И. Б. Мухин, С. Е. Перевалов, С. А. Пикуз, М. В. Стародубцев, А. Н. Степанов, Ж. Фукс, И. А. Шайкин, А. А. Шайкин, И. В. Яковлев, Е. А. Хазанов, “Исследования в области физики плазмы и ускорения частиц на петаваттном лазере PEARL”, УФН, 194:3 (2024), 313–335; A. A. Soloviev, K. F. Burdonov, V. N. Ginzburg, M. Yu. Glyavin, R. S. Zemskov, A. V. Kotov, A. A. Kochetkov, A. A. Kuzmin, A. A. Murzanev, I. B. Mukhin, S. E. Perevalov, S. A. Pikuz, M. V. Starodubtsev, A. N. Stepanov, J. Fuchs, I. A. Shaykin, A. A. Shaykin, I. V. Yakovlev, E. A. Khazanov, “Research in plasma physics and particle acceleration using the PEARL petawatt laser”, Phys. Usp., 67:3 (2024), 293–313
Zichen Gao, Jie Guo, Yongxi Gao, Xiaoyan Liang, “Efficient nonlinear pulse compression to 20 fs based on an all-solid-state periodic self-focusing system”, Optics & Laser Technology, 175 (2024), 110714
A.M. Zheltikov, “Wait time to stochastic self-focusing”, Physics Letters A, 505 (2024), 129432
A. M. Zheltikov, “Rare-event statistics of subthreshold self-focusing”, Phys. Rev. A, 109:1 (2024)
Jie Guo, Luqi Guo, Zichen Gao, Yongxi Gao, Zebiao Gan, Yuguang Huang, Xiaoyan Liang, Ruxin Li, “Spatial mode cleaning and efficient nonlinear pulse compression to sub-50 fs in a gas-filled multipass cell”, Opt. Lett., 49:15 (2024), 4385
MIHALACHE DUMITRU, “Localized structures in optical media and Bose-Einstein condensates: an overview of recent theoretical and experimental results”, Rom. Rep. Phys., 76:2 (2024), 402
S. Yu. Mironov, V. N. Ginzburg, V. V. Lozhkarev, I. V. Yakovlev, S. E. Stukachev, A. A. Kochetkov, A. A. Shaykin, E. A. Khazanov, “Post-compression of powerful femtosecond pulses after second harmonic generation”, Appl. Opt., 63:16 (2024), 4421
James Drake, Issa Tamer, Leily Kiani, CLEO 2024, 2024, JW2A.13
V. Horný, P. G. Bleotu, D. Ursescu, V. Malka, P. Tomassini, “Efficient laser wakefield accelerator in pump depletion dominated bubble regime”, Phys. Rev. E, 110:3 (2024)
A. M. Zheltikov, “Criteria for stochastic self-focusing”, Phys. Rev. A, 110:2 (2024)
Yoshiaki Kato, Tetsuya Kawachi, Hiroyuki Daido, Alexander Pirozhkov, Hiromitsu Kiriyama, Kunioki Mima, Prokopis Hadjisolomou, Marcel Lamač, Tae Moon Jeong, Vyhlidka Štěpán, Sergei V. Bulanov, Springer Proceedings in Physics, 403, X-Ray Lasers 2023, 2024, 1
S. Lorenz, G. M. Grittani, K. Kondo, A. Kon, Y.-K. Liu, A. Sagisaka, K. Ogura, N. Nakanii, K. Huang, A. Bierwage, S. Namba, H. Ohiro, T. A. Pikuz, J. K. Koga, P. Chen, H. Kiriyama, M. Kando, T. Zh. Esirkepov, S. V. Bulanov, A. S. Pirozhkov, “In-vacuum post-compression of optical probe pulses for relativistic plasma diagnostics”, High Pow Laser Sci Eng, 12 (2024)
Aleksei M. Zheltikov, Alexei V. Sokolov, Zhenhuan Yi, Girish S. Agarwal, J. Gary Eden, Marlan O. Scully, “Beam instability of broadband stochastic laser fields”, Appl. Phys. B, 130:11 (2024)
O. E. Vais, M. G. Lobok, V. Yu. Bychenkov, “Compression of high-power laser pulse leads to increase of electron acceleration efficiency”, Phys. Rev. E, 110:6 (2024)
V. Yu. Bychenkov, A. V. Brantov, M. G. Lobok, A. S. Kuratov, “Laser-triggered terahertz emission from near-critical-density targets”, Phys. Rev. E, 110:6 (2024)
Efim Khazanov, “Dependence of the focal intensity of a femtosecond laser pulse on the non-flatness of compressor diffraction gratings”, High Pow Laser Sci Eng, 12 (2024)
Zhaoli Li, Kainan Zhou, Jie Mu, Xiaodong Wang, Xiaoming Zeng, Zhaohui Wu, Xiao Wang, Yanlei Zuo, “High-efficiency thin-plate compression of multi-TW Ti:sapphire lasers”, High Pow Laser Sci Eng, 12 (2024)
Цитирование в формате AMSBIB
Обратная связь: