We demonstrate a high throughput, large compensation range, single-prism femtosecond pulse compressor, using a single prism and two roof mirrors. The compressor has zero angular dispersion, zero spatial dispersion, zero pulse-front tilt, and unity magnification. The high efficiency is achieved by adopting two roof mirrors as the retroreflectors. We experimentally achieved ~ -14500 fs2 group delay dispersion (GDD) with 30 cm of prism tip-roof mirror prism separation, and ~90.7% system throughput with the current implementation. With better components, the throughput can be even higher.
Analytical analysis of the decrease in the focal intensity of a femtosecond laser pulse caused by an imperfect surface of compressor diffraction gratings
Prism-based compensation of group delay dispersion in the components of a femtosecond laser resonator and analysis of the influence of prism configuration on laser radiation parameters
Multistage smoothing based multistep pulse compressor for ultrahigh peak power lasers
超高峰值功率激光器是前沿激光物理研究的重要科学工具，其峰值功率的提高和运行安全性都非常重要，但目前受到压缩光栅损伤阈值和尺寸的限制。在“多级脉冲压缩器（MPC）"的基础上，提出了一种基于多级平滑的MPC（MS-MPC），以进一步提高MPC的运行安全性和操作方便性，并简化MPC的整体结构。在这种优化设计中，束流平滑不是简单地在预压缩器或主压缩器中进行，而是分多级进行。这样，它可以直接保护各个阶段的重要光学器件，同时降低了典型MPC的执行难度。基于棱镜对的预压缩器将引起合适的空间色散，这更容易实现并且足以直接保护第一光栅。同时，非对称四光栅压缩器（AFGC）也会产生空间色散，进一步平滑光束，直接保护最后一个光栅。以这种方式，10 s-100 s PW激光器可以通过使用当前可用的光学器件来压缩，由于去除了随机空间强度调制，因此具有改进的操作安全性。此外，可以在主放大器之前添加额外的光束平滑级，以保护最大放大晶体免受损坏。该设计可推广应用于现有的PW激光装置，以提高其潜在的压缩脉冲能量和运行安全性。
