用于高功率激光器的全息气体透镜

世界上最高能量和峰值功率脉冲激光器的能力受限于光学损伤，而高强激光科学的进一步发展将需要比现有组件坚固得多的光学器件。我们在此描述了离轴衍射气体透镜的实验演示，该透镜能够承受极端激光通量且免受累积损伤。我们使用来自干涉紫外激光脉冲的不到 8 mJ 的能量，将毫米级衍射气体透镜全息写入由臭氧、氧气和二氧化碳组成的混合气体中。这些透镜使我们能够以高于 50% 的效率和高达 35 J/cm$^2$ 的通量，对能量高达 210 mJ 的 532 纳米纳秒激光脉冲进行聚焦、散焦和准直。我们还表明，气体透镜具有足够的带宽来高效衍射 35 飞秒的 800 纳米脉冲，并且在 10 Hz 运行时，光束指向、发散度和衍射效率是稳定的。这些衍射透镜是简单的全息图，此处展示的原理可以扩展到其他类型的光学器件，这表明气体光学器件可以为下一代超高功率激光器实现任意且抗损伤的强光操控。