Development of a compact high-spatiotemporal-quality Yb:YAG thin-disk laser system using an optical parametric preamplifier

光パラメトリック前置増幅器を用いた小型,高品質半導体レーザー励起Yb:YAG薄型ディスクレーザーシステムの開発

桐山 博光; 鈴木 将之*; 大東 出; 岡田 大; 越智 義浩; 佐藤 方俊*; 玉置 善紀*; 吉井 健裕*; 前田 純也*; 松岡 伸一*; 菅 博文*; 永島 圭介; 杉山 僚; 近藤 公伯; Bolton, P.; 河西 俊一*; 大道 博行; 木村 豊秋*; 田島 俊樹

Kiriyama, Hiromitsu; Suzuki, Masayuki*; Daito, Izuru; Okada, Hajime; Ochi, Yoshihiro; Sato, Masatoshi*; Tamaoki, Yoshinori*; Yoshii, Takehiro*; Maeda, Junya*; Matsuoka, Shinichi*; Kan, Hirofumi*; Nagashima, Keisuke; Sugiyama, Akira; Kondo, Kiminori; Bolton, P.; Kawanishi, Shunichi*; Daido, Hiroyuki; Kimura, Toyoaki*; Tajima, Toshiki

光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)をベースにした非線形前置増幅器を用いた小型,高時間空間品質,高強度半導体レーザー励起Yb:YAG薄型ディスクチャープパルス増幅器の開発を行った。ストレッチャーでパルス幅を伸張されたチャープパルスは、OPCPA前置増幅器、及びYb:YAG主増幅器において、10Hzの繰り返し動作で100mJにまで増幅される。集光性能は、横方向では回折限界の1.1倍、縦方向では1.4と高い空間特性を有していることがわかった。また、470fsにまでパルス圧縮に成功するとともに、10の高いコントラストを得ており、時間特性も優れた特性を示すことがわかった。

We demonstrate a compact, high-spatiotemporal-quality, high-intensity diode-pumped Yb:YAG thin-disk chirped-pulse amplification (CPA) laser system that incorporates a nonlinear preamplifier based on optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA). The stretched pulses are amplified in the OPCPA preamplifier and the following Yb:YAG main amplifier to 100 mJ at 10 Hz. The broadband amplified beam quality of 1.1 (horizontal direction) and 1.4 (vertical direction) times diffraction limited and pulse compression down to 470 fs with contrast of better than 10 have been achieved successfully.