High-spetiotemporal-quality OPCPA/Ti:sapphire petawatt-class laser system

高時間・空間品質OPCPA/チタンサファイアPW級レーザーシステム

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基*; 下村 拓也; 笹尾 一*; 田上 学*; 岡田 大; 金沢 修平; 大東 出; 笹尾 文崇; 鈴木 将之; 近藤 公伯; 杉山 僚; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; 大道 博行; 横山 淳; 河西 俊一; 田島 俊樹

Kiriyama, Hiromitsu; Mori, Michiaki; Nakai, Yoshiki*; Shimomura, Takuya; Sasao, Hajime*; Tanoue, Manabu*; Okada, Hajime; Kanazawa, Shuhei; Daito, Izuru; Sasao, Fumitaka; Suzuki, Masayuki; Kondo, Kiminori; Sugiyama, Akira; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; Daido, Hiroyuki; Yokoyama, Atsushi; Kawanishi, Shunichi; Tajima, Toshiki

ペタワット級の高強度レーザーの時間制御技術として光パラメトリックチャープパルス増幅法による背景光の抑制技術,空間制御技術として回折光学素子によるビームプロファイルの強度均質化技術、光路自動調整によるレーザー光の高安定化技術などを開発し、原子力機構のJ-KARENレーザーに適用した実験結果を招待講演として報告する。また、次世代の小型・高強度レーザーシステムを目指し、半導体レーザー励起方式を導入したセラミックレーザーの最近の実験結果についても併せて報告する。

We have developed a femtosecond high intensity laser system, which combines both Ti:sapphire chirped-pulse amplification (CPA) and optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) techniques, that produces more than 30 J broadband output energy, indicating the potential for achieving peak powers in excess of 500 TW. With a cleaned high-energy seeded OPCPA preamplifier as a front-end in the system, for the final compressed pulse we found that the temporal contrast in this system exceeds 10 on the sub-nanosecond timescale before the main femtosecond pulse. Using diffractive optical elements for beam homogenization of 100-J level high-energy Nd:glass green pump laser in a Ti:sapphire final amplifier, we have successfully generated broadband high-energy output with near-perfect top-hat intensity distributions.