Generation of high-contrast and high-intensity laser pulses using an OPCPA preamplifier in a double CPA, Ti:sapphire laser system

OPCPAを前置増幅器としたダブルCPAチタンサファイアレーザーシステムによる高コントラスト、高強度レーザーパルスの生成

桐山 博光; 森 道昭; 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; 匂坂 明人; Ma, J.*; 大東 出; 小瀧 秀行; 大道 博行; Bulanov, S. V.; 木村 豊秋*; 田島 俊樹

Kiriyama, Hiromitsu; Mori, Michiaki; Nakai, Yoshiki; Shimomura, Takuya; Tanoue, Manabu*; Akutsu, Atsushi; Okada, Hajime; Motomura, Tomohiro*; Kondo, Shuji; Kanazawa, Shuhei; Sagisaka, Akito; Ma, J.*; Daito, Izuru; Kotaki, Hideyuki; Daido, Hiroyuki; Bulanov, S. V.; Kimura, Toyoaki*; Tajima, Toshiki

光パラメトリックチャープパルス増幅器(Optical Parametric Chirped-Pulse Amplification; OPCPA)を前置増幅器とした高コントラスト,高強度ダブルCPA(chirped-Pulse Amplification)チタンサファイアレーザーシステムの開発を行った。OPCPAに高コントラスト,高エネルギーシード光を導入することで、ピコ秒の時間領域において10桁以上の高いコントラストを達成した。このときのレーザーパルスのエネルギーは1.7J,パルス幅は30fsであり、ピークパワー60TWが10Hzの繰り返し動作で得られた。また、最終段のチタンサファイア増幅器を100ケルビン以下の低温にすることにより、熱歪みを低減することでW/以上の高い集光強度を達成した。

We demonstrate a high-contrast, high-intensity double chirped-pulse amplification (CPA) Ti:sapphire laser system using an optical parametric chirped-pulse (OPCPA) pre- amplifier. By injecting cleaned microjoule seed pulses into the OPCPA, a temporal contrast greater than within picosecond times before the main femtosecond pulse is demonstrated with an output pulse energy of 1.7 J and a pulse duration of 30 fs, corresponding to a peak power of 60 TW at a 10 Hz repetition rate. This system uses a cryogenically-cooled Ti:sapphire final amplifier and generates focused peak intensities in excess of W/.