近期,中国科学院上海光学精密机械研讨所强场激光物理国家重点试验室对“新一代超强超短激光归纳试验设备”中的200TW/1Hz激光进行功能晋级,并使用此激光驱动发生高质量高安稳性电子。相关研讨为高峰值功率飞秒激光体系的建造供给了技能指导,为台式化X射线自由电子激光器的完成供给了原理验证。
“新一代超强超短激光归纳试验设备”激光体系于2015年正式运转,旨在通过激光尾波场加快发生高亮度X射线源。其间,发生电子的安稳性是设备功能的重要目标。电子的高安稳性将会促进在单能伽马射线源、电子医疗等方面的实践使用。
激光尾波场加快是一个高度的非线性进程,所发生电子的功能与驱动激光的参数严密相关。为取得高质量高安稳的电子,该研讨团队对200TW/1Hz驱动激光做全面晋级。在安稳性方面,通过优化扩大器的泵浦源和扩大形式,扩大激光的能量安稳性到达0.55%(std);通过优化试验室振荡、温度、气流,引进光束自准直技能,激光在靶点的指向安稳性到达1.5rad(std)。该指向安稳性(90分钟)是现在所知高峰值功率激光体系最好的丈量成果。在时空质量方面,通过优化光谱的大局位相,完成近傅里叶变换极限的脉宽;通过控制体系中光学元件的静态波前畸变,完成近衍射极限的焦斑。终究,使用f/30离轴抛面镜取得了6.2×1018W/cm2的峰值聚集强度,是晋级前的2.6倍。在接连300发试验中,电子的重复率到达了100%,电子的均匀峰值能量为667MeV,峰值能量颤动为3.4%(std)。