高強度・高コントラストOPCPA/Ti:sapphireハイブリッドレーザーシステム

High-peak-power, high-contrast OPCPA/Ti:sapphire hybrid laser system

桐山 博光; 森 道昭; 大東 出; 小瀧 秀行; 金沢 修平; 近藤 修司; 中井 善基; 下村 拓也; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; 大道 博行; Bulanov, S. V.; 木村 豊秋*

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

レーザー粒子加速器などの利用研究に不可欠な高コントラスト・高強度レーザーシステムの開発を行っている。高いコントラストを得るために、高エネルギー・クリーンパルスによりシードされた光パラメトリックチャープパルス増幅器(OPCPA)を前置増幅器として採用したチタンサファイアチャープパルス増幅器を用いたシステムの整備を推進している。過飽和吸収体によりASE成分を除去し、1nsにパルス幅を伸張されたマイクロジュールの高いエネルギーを有するシード光は、OPCPA前置増幅器により10ミリジュールまで増幅され、その後、チタンサファイア前置増幅器で300mJ,チタンサファイア主増幅器で3Jにまで増幅される。チタンサファイア主増幅器における熱負荷を低減させるために結晶を100Kにまで冷却している。パルス圧縮後に、ほぼ回折限界の優れた集光径で10W/cmを達成するとともに、psの時間領域において10桁以上の高いコントラストを得た。

We report on a high-contrast, high-intensity 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 10 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 10W/cm.