ЦИЭС - xcels

46
Для получения широкополосного параметрического усиления в
неколлинеарной геометрии трехволнового взаимодействия необходима настройка
двух углов синхронизма, а именно - угла между направлением распространения
излучения накачки и оптической осью кристалла и угла между направлениями
распространения излучения сигнала и накачки. В процессе создания системы
“PEARL” была разработана методика настройки указанных углов синхронизма
основанная на наблюдении спектрально-угловой диаграммы распределения
параметрической люминесценции [36]. Предложенная методика позволяет
проводить независимую настройку углов синхронизма, что необходимо при
разовом режиме работы лазера накачки. Эта методика была также применена при
настройке оконечного параметрического усилителя канала «Фемта», созданного в
рамках совместного проекта РФЯЦ-ВНИИЭФ и ИПФ РАН [34]. Накачкой этого
усилителя служило излучение установки «Луч», работающей с частотой
повторения два лазерных импульса в день. Таким образом, юстировка оконечных
параметрических усилителей 2-х канального прототипа будет осуществляться по
хорошо отработанной методике.
Для оценки энергетических и спектральных характеристик оконечного
усилителя было проведено численное моделирование процесса
параметрического усиления. Расчеты проводились для указанных параметров
излучения накачки и в предположении, что энергия сигнального излучения на
входе в оконечный усилитель составляет 20 Дж, а его спектр имеет форму
супергаусса 4-й степени с шириной 60 нм (при этом импульс сигнального
излучения имеет такой же профиль при длительности 0.9 нс). Это хорошо
согласуется с экспериментальными данными о спектре усиленного сигнала,
полученными на установке “PEARL”. При расчете предполагалось однородное
поперечное распределение интенсивности в пучках сигнала и накачки, снижение
эффективности усиления, связанное с неоднородностью пучка накачки,
учитывалось умножением энергии сигнала на коэффициент 0.75. Адекватность
такого подхода была подтверждена сравнением с экспериментальными данными
при моделировании работы параметрического усилителя установки “PEARL”. На
Рис. 3.12. приведена зависимость энергии сигнала от длины нелинейного
элемента. Насыщение усиления достигается при длине кристалла 4.5 см, энергия
сигнала при этом составляет 500 Дж при эффективности преобразования 25%.
Соответствующие такой длине нелинейного элемента импульс сигнала на выходе
усилителя приведен на Рис. 3.13. Таким образом, результаты численного