近日，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，在关于非线性压缩中小尺寸自聚焦现象的抑制研究中取得新的进展，相关研究成果以“A novel small-scale self-focusing suppression method for post-compression in high peak power lasers”为题发表于High Power Laser Science and Engineering。
目前，啁啾脉冲放大技术的发展使得超强超短激光脉冲的峰值功率突破10 PW量级，为人类提供了全新的实验手段和物理条件。然而啁啾脉冲放大技术中激光增益介质及光栅的尺寸和损伤阈值限制了更高脉冲峰值功率激光的产生，极大地增加了研制更高脉冲峰值功率激光系统的成本和难度。激光脉冲非线性压缩技术是实现更高峰值功率激光脉冲输出的一种可行技术途径，但仍有许多技术瓶颈有待解决，小尺寸自聚焦就是其中一个关键技术难题。
图1 新型非线性压缩方案示意图
研究团队提出一种基于非对称四光栅的新型非线性压缩方案，通过引入空间色散抑制在非线性压缩中产生的小尺寸自聚焦现象。理论数值模拟结果证明了新型后压缩方案对于空间小尺度自聚焦效应的抑制作用。这一研究成果不仅为脉冲后压缩技术的发展和实际应用提供了重要的技术支持，也将有助于未来超高功率激光技术的发展。
图5 新型非线性压缩方案下光通量分布图。(a)压缩前；(b)压缩后；(c)压缩前局部放大图；(d)压缩后局部放大图。
