英国研制出世界上最高增益的大功率激光放大器

英国斯特拉斯克莱德大学(UniversityofStrathclyde)的研究人员顺利研制出世界上最低增益的大功率激光放大器。他们利用中央激光设备Vulcan激光系统展开实验，Vulcan装置需要输入150J的脉冲。

在两次实验中，研究人员与CLF的工作人员密切合作，对Vulcan展开调整，使两束有所不同颜色的激光光束需要在等离子体中互相交换能量，实验测出的增益系数为180cm-1，是目前基于液体介质的高功率激光系统放大器的100倍。涉及研究结果公开发表在《ScientificReports》杂志上。Vulcan激光装置的靶区斯特拉斯克莱德大学物理系的DinoJaroszynski教授领导了该项研究，他认为：等离子体中的拉曼缩放是十分更有人的概念，该概念将诺贝尔物理学奖获得者CV拉曼的观点与等离子体，光学和激光物理学很好地融合在一起。比较较长的高能激光脉冲与较短的，能量非常低的脉冲在等离子体中撞。

在其撞击处会产生一冲击波（beatwave），和两个水波再次发生撞的情况一样。冲击波的光压不会驱动等离子体构成规则或梯形形状，而多层梯形图作为低反射率，随时间变化的透镜，将高能量脉冲的能量光线到较低能量脉冲中，从而缩放的电子脉冲并将将其压缩非同时间光脉冲。“我们的实验结果十分最重要，因为这些结果证明了等离子体介质作为近于高增益放大器介质的灵活性，实验结果还指出，放大器的效率可以相当大，最少可以到10％，这是前所未有的，而且还有相当大的提高有可能。

当然，目前的实验结果也表明，依然有适当更进一步对其研究，以期构建单级高增益高效率放大器模块。“例如，我们目前依然面对的挑战之一是如何处置由随机等离子体波动产生的”噪声“的缩放，由于增益极高，这一现象不会激化。这不会造成的能量损耗。

涉及研究正在展开，坚信在下一个实验中需要很好地解决这些问题”。领导该研究团队的GregoryVieux博士认为：等离子体是一种几乎分解成的介质，因此它没受损阈值，因此可以不经过脉冲展宽后再压缩手段来缩放较短激光脉冲。另一个优点是在缩放期间构建更进一步传输在理论上是有可能的，这有可能为下一代激光系统的发展铺平道路，新一代的激光系统将需要输入极强和非同脉冲，但成本仅有为现有激光器的一小部分。

“然而，我们还无法几乎确认，该方案依赖对拉曼不稳定性的掌控，其快速增长因子相当大，较小的等离子体波动就能引起大的不稳定性，”GregoryVieux说道。

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