高強度チタンサファイアレーザーの高コントラスト及び高ビーム品質増幅技術

Temporal contrast and spatial beam quality improvement techniques in a high intensity Ti:sapphire laser system

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; Bulanov, S. V.; 大道 博行; 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; Bulanov, S. V.; Daido, Hiroyuki; Kimura, Toyoaki*; Tajima, Toshiki*

チャープパルス増幅(CPA)を用いた高強度チタンサファイアレーザーの時間・空間制御技術に関するレビューである。ここで、時間制御技術は主パルスとプリパルス(背景光)の強度比を向上させる高コントラスト化であり、光パラメトリックチャープパルス増幅を用いた手法について紹介する。また、空間制御技術は空間的に一様な強度を有しかつ熱による収差を低減する高ビーム品質化であり、レーザー媒質を低温に冷却する手法について紹介する。これらの手法の特徴を詳細に紹介するとともに、これらの制御技術を用いて得られた時間・空間特性についても報告する。

This paper reviews the temporal contrast and spatial beam quality improvement techniques in a high intensity Ti:sapphire laser system that is based on chirped-pulse amplification (CPA). We describe an optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) preamplifier that is seeded by a cleaned high-energy pulse. It demonstrates a background amplified spontaneous emission (ASE) level of 10 relative to the peak main femtosecond pulse on the picosecond timescale. We also report a cryogenically-cooled Ti:sapphire final amplifier which generates focused peak intensity in excess of 10 W/cm at a 10 Hz repetition rate.