近日，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光元件技术与工程部在正负1000fs²高色散镜对研究中取得新进展。相关研究成果以“Design, production, and characterization of a pair of positive and negative high dispersive mirrors for chirped pulse amplification systems”为题，发表在Optics Express上。

高色散镜具有高反射、高色散量以及高色散补偿精度等优点，已作为腔外脉冲压缩元件应用于啁啾脉冲放大系统中。而色散补偿量更高以及带宽更宽的高色散镜，可以支撑脉宽更窄以及能量更高的脉冲输出，有助于提高超快激光系统的输出质量。目前高色散镜研究主要集中于负色散镜，正色散镜文章鲜有报道，而正负高色散镜可分别作为脉冲展宽和压缩元件应用于啁啾脉冲放大系统中。

研究团队提出了一种MGTI（Modified Gires-Tournois interferometer）镜的高色散镜初始结构，即通过将两个周期型对称膜系取代标准GTI镜的部分反射膜层，使G-T腔跟对称膜系组成的对称腔形成串联形式，设计得到+1000fs²和-1000fs²@750-850nm高色散镜。利用双离子束溅射技术完成高色散镜成功制备，结合分光光度计和白光干涉仪，完成其性能测试，成功验证了高色散镜制备精度。采用脉冲模拟，验证了正负高色散镜配对效果。并对正负高色散镜在飞秒激光作用下损伤特殊开展了研究，解释了飞秒作用下高色散镜鼓包形成和发展过程。正负1000fs²高色散镜将有望分别作为放大级和压缩级应用到啁啾脉冲放大系统中，实现基于高色散镜放大和压缩的啁啾脉冲放大系统。

相关工作得到了中意政府间国际科技创新合作重点项目、国家自然科学基金委、中国科学院青年创新促进会、博士后科学基金等支持。

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图1正负1000fs²高色散镜脉冲展宽和压缩模拟

图2 -1000fs²高色散镜鼓包形貌