高繰り返し軟X線レーザー開発用ドライバーレーザーの設計と要素性能の評価

Design of chirp-pulse amplification laser system and test results of key elements for high-repetition rate soft X-ray lasers

越智 義浩; 長谷川 登; 鈴木 庸氏; 助川 鋼太*; 河内 哲哉; 岸本 牧; 永島 圭介

Ochi, Yoshihiro; Hasegawa, Noboru; Suzuki, Yoji; Sukegawa, Kota*; Kawachi, Tetsuya; Kishimoto, Maki; Nagashima, Keisuke

繰返し頻度0.1Hzで動作する軟X線レーザー装置のドライバーレーザーとして、高繰り返しチャープパルスレーザーシステムの設計を行った。前段増幅部としてパルスの制御性にすぐれた光パラメトリック増幅器(OPCPA)を用いた。主増幅部にはレーザーガラスを用いるため、優れた放熱効果にすぐれたジグザグスラブ型増幅器を用い、小さいビームサイズでマルチパス増幅させた後、ダブルパス増幅を行う二段階増幅を採用した。また、像転送系をシステム全体に組み込むことで増幅レーザー光の空間強度分布の均一化を図った。本報告では、各部分について試作器を製作して行った増幅特性評価の結果と、それをもとに決定したシステムの最終仕様について報告する。

We have designed new chirp-pulse amplification (CPA) laser system for 0.1 Hz repetition rate soft X-ray laser system. We adopted the optical parametric chirped pulse amplifier (OPCPA) for a pre-amplifier because of its pulse controllability. For a main-amplifier, we decided to use a zigzag-slab amplifier because of its thermal radiation ability. In order to avoid the inhomogeneous spatial profile of the amplified laser beam, the image of the incident laser light created by a serrated aperture is transferred by use of an image relay system. In this report, we will show the preliminary test of each amplifier using a prototype system and the details of the final system design.