近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光元件技術與工程部在超寬帶高閾值低色散鏡研究中取得新進展。研究人員提出了一種類駝峰結構反向啁啾超寬帶低色散鏡，以實現寬帶、平滑色散和低敏感性等性能。基于此結構，將低色散鏡的設計帶寬拓展至240nm，可支持亞11fs超快脈沖的低色散高效率傳輸。相關研究成果以“Ultra-broad bandwidth low-dispersion mirror with smooth dispersion and high laser damage resistance”為題，發表在Optics Letters上。
 

　　超寬帶高閾值低色散鏡需要同時具備超寬帶、高反射、低色散以及高閾值等特性，是超強超短激光系統用于光束方向控制和傳輸的關鍵元件，也是應用最多的元件之一。隨著峰值功率的不斷提升，其對低色散鏡的帶寬、色散以及閾值提出了更高的要求。
 

　　研究團隊針對布拉格反射鏡的帶寬無法滿足下一代拍瓦激光裝置需求的問題，提出了反向啁啾寬帶低色散鏡結構，利用膜層結構間的光譜、色散互補特性，有效展寬布拉格反射鏡的反射帶寬和色散帶寬，在不影響色散平滑性的同時兼顧低敏感性和高抗激光損傷性能，同時此膜系結構相對簡單，對于膜層誤差不敏感，可推廣應用到大尺寸低色散鏡制備中，基于TiO2/SiO2膜層材料組合，可將反射帶寬推展至240nm。并基于上海極端光裝置前端OPCPA系統自行搭建的損傷測試平臺對其損傷特性開展了實驗研究，表征了其損傷閾值和損傷形貌，新型低色散反射鏡損傷閾值與布拉格反射鏡相當。本項目研制的超寬帶高閾值低色散鏡可支持亞11fs超強超短激光脈沖輸出，有望應用于下一代拍瓦激光裝置中。
 

　　相關工作得到了中意政府間國際科技創新合作重點項目、國家自然科學基金委、中國科學院青年創新促進會、博士后科學基金等支持。(高功率激光元件技術與工程部供稿)
 

圖1 反向啁啾結構低色散鏡示意圖
 

圖2 反向啁啾超寬帶低色散鏡理論設計曲線