[01229234]基于高效率布里渊放大的高能量窄脉冲可调控涡旋激光技术研究

带有轨道角动量的涡旋光场和具有非均匀偏振的柱对称矢量涡旋光场在高分辨率成像、显微、光操控和激光加工等领域具有广泛的应用。此外,其塑造聚焦特性能力在高能领域中更有前景,尤其是单纵模矢量脉冲。然而,目前一些产生上述结构光场的模式转换器损伤阈值较低,无法直接应对强激光脉冲的情况。在国家自然基金面上项目的支持下,针对这一问题,本项目从柱对称矢量光场的产生、轨道角动量光场和矢量涡旋脉冲布里渊光-声参量放大两方面开展研究,并在研究中发现轨道角动量可逆布里渊光-声传输,从而实现轨道角动量态在光场与声场间的可逆参量转换。以此为基础,系统研究了涡旋光场在受激布里渊放大介质中的非线性传播特性,证明了利用受激布里渊放大能够产生高能量单纵模矢量涡旋超短脉冲,实验中获得了100 mJ量级300 ps脉冲宽度的矢量涡旋单纵模脉冲,转换效率达40%以上。通过对放大后种子脉冲的相位和横向分布偏振层析进行测量,发现种子脉冲的相位和偏振结构能够被高保真保持。这些结果表明受激布里渊放大是一种产生高功率矢量光的可行方法,通过进一步将该结构拓展到多泵浦组束系统有望产生超高强度的矢量涡旋脉冲。而且,这种机制可在等离子基的SBS系统中实现超高能量矢量飞秒脉冲的产生。 在本项目的支持下,在Optica、Applied Physics Letters、Optics Express 等国际知名SCI 期刊发表13 篇学术论文,授权专利9 项;参加14 次国内外学术会议,其中国际6 次、国内8 次,共30 人次,做大会主题报告1 次、特邀报告1 次、口头报告6 次;主办1 次五省光学年会。项目执行期间培养研究生8 人,其中博士生2 人、硕士生6 人,青年学术骨干2 人。