JAEA J-KAREN laser; High-intense, high-contrast OPCPA/Ti:sapphire laser

原子力機構J-KARENレーザー; 高強度・高コントラストOPCPA/Ti:sapphireレーザー

桐山 博光; 森 道昭; 大東 出; 小瀧 秀行; 中井 善基; 下村 拓也*; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; 近藤 修司; 金沢 修平; 西内 満美子; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; Ma, J.-L.; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; 福田 祐仁; Chen, L. M.; 川瀬 啓悟; 早川 岳人; 静間 俊行; 本間 隆之; 亀島 敬; 林 由紀雄; Bulanov, S. V.; 大道 博行; 木村 豊秋

Kiriyama, Hiromitsu; Mori, Michiaki; Daito, Izuru; Kotaki, Hideyuki; Nakai, Yoshiki; Shimomura, Takuya*; Tanoue, Manabu*; Akutsu, Atsushi; Okada, Hajime; Motomura, Tomohiro*; Kondo, Shuji; Kanazawa, Shuhei; Nishiuchi, Mamiko; Sagisaka, Akito; Ogura, Koichi; Orimo, Satoshi; Ma, J.-L.; Yogo, Akifumi; Pirozhkov, A. S.; Kando, Masaki; Fukuda, Yuji; Chen, L. M.; Kawase, Keigo; Hayakawa, Takehito; Shizuma, Toshiyuki; Homma, Takayuki; Kameshima, Takashi; Hayashi, Yukio; Bulanov, S. V.; Daido, Hiroyuki; Kimura, Toyoaki

相対論領域の高強度レーザーと物質との相互作用研究のために、従来のチタンサファイアチャープパルス増幅と光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)法を用いた高ピークパワー,高コントラストレーザーの開発を行った。パルス拡張されたシード光は3ステージのタイプI位相整合のBBO非線形光学結晶を用いたOPCPAにて、約1億倍の利得で10mJにまで増幅される。その後、OPCPAにて増幅されたシグナル光は、後段のチタンサファイア増幅器により2.9Jにまで増幅される。最後にパルス圧縮を行うことにより、19fsのパルス幅が得られ、80TWのピークパワーを達成した。プリパルスとメインパルスのコントラスト比は数ピコ秒の時間領域で以下であった。また、熱レンズ焦点距離は約4kmであった。

We report on a high-peak-power, high-contrast laser system, which combines both conventional Ti:sapphire chirped-pulse amplification and optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) techniques for use in experiments where relativistic effects dominate the physics. The stretched pulses are amplified in a 3-stage Type-I Bata-Barium Borate OPCPA to an energy level of 10 mJ with an amplification gain of 10. The output pulses are then amplified in the subsequent Ti:sapphire amplifiers to an energy level of 2.9 J. Pulse compression down to 19 fs duration achieved after amplification indicates a peak power of 80 TW. The pre-pulse contrast is enhanced to better than within a few picoseconds before the main pulse. The thermal focal length of about 4 km is obtained.