基於(yu) 啁啾脈衝(chong) 放大(CPA)的激光係統，其輸出功率已到達太瓦甚至拍瓦量級，聚焦光強超過了10^22Wcm-2。這已被廣泛用於(yu) 研究激光與(yu) 物質相互作用。這一領域過去三十年的迅猛發展表明激光的脈寬、能量和時間強度對比度對實驗結果有重大影響。特別引入注意的實驗包括電子、離子加速和激光產(chan) 生X光，高能物理和激光驅動的質子成像。目前世界上對高能密度現象感興(xing) 趣的小組所依賴的裝置都是直接或間接用閃燈泵浦。同時過去十幾年用全二極管泵浦的激光係統(DPSSL)來產(chan) 生高能飛秒或皮秒激光脈衝(chong) 的方案也得到了大力的研究。最常用的Yb3+摻雜的放大介質已經被用在能量超過10焦耳的納秒激光脈衝(chong) 放大。比如最近公布的LUCIA項目(Yb：YAG，14焦耳)，DIPOLE項目(Yb：YAG，10焦耳)和MERCURY項目(Yb：S-FAP，55焦耳)。進一步，全世界許多項目都開始研究開發高能量量級的DPSSL(HECDPSSL)。

　　在德國耶拿的赫姆霍茲(zi) 光學與(yu) 量子電子學研究所，POLARIS激光係統已經被開發並服役了過去幾十年。日常的工作也正式開始。過去兩(liang) 年內(nei) 在試驗項目中，多達16000發已經打到靶材上。POLARIS項目在1999年都已經開始，當時是為(wei) 了開發高能密度的HECDPSSL來用於(yu) 激光物質相互作用的試驗中。POLARIS目前的主要參數是：1030納米的中心波長，高達6.5焦耳的脈衝(chong) 能量(到達靶材上有4焦耳)，144飛秒的脈衝(chong) 時間，7.1平方微米的聚焦尺寸和5*10^12的自輻射放大(ASE)的時域對比度。在這些參數條件下實驗可以得到3.5*10^20Wcm-2的峰值強度。據我們(men) 所知，POLARIS是目前最高功率和強度的二極管泵浦的激光係統。但激光係統仍在不斷開發以進一步增加脈衝(chong) 能量、減小脈衝(chong) 時間和更好地滿足實驗要求。本文中我們(men) 描述了POLARIS的架構，包括最近才服役的A5放大器和才安裝的展寬-壓縮係統(雙CPA)。在一級CPA放大後，脈衝(chong) 被用來產(chan) 生交叉極化波(XPW)從(cong) 而顯著提高了時間強度的對比度。進一步，給出了脈衝(chong) 在被放大、壓縮和聚焦後的時域、空間特性。該激光係統在峰值強度、時域對比度和脈衝(chong) 穩定性方麵都最終適合高能量密度實驗。

　　1. POLARIS激光的架構

　　圖1給出了POLARIS激光係統的概述。係統采用了兩(liang) 級CPA單元和六個(ge) 放大平台來放大激光脈衝(chong) 。脈衝(chong) 壓縮後在一個(ge) 輻射防護掩體(ti) 和靶室腔來進行實驗。激光鏈的種子脈衝(chong) 是用商用(Coherent MIRA 900)的鎖模鈦寶石振蕩器產(chan) 生的中心波長在1030納米、脈衝(chong) 能量在7納焦耳、譜寬(FWHM)為(wei) 20納米的脈衝(chong) 。在進入第一個(ge) 再生放大器時，脈衝(chong) 的時域已經被展寬到20皮秒。A1放大器將脈衝(chong) 能量增加到2毫焦耳。之後脈衝(chong) 在進入BaF2晶體(ti) 做成的非線性XPW過濾器前再次被壓縮到130飛秒。對比度清洗後的脈衝(chong) 被第二個(ge) 展寬器再次展寬到2.5納秒的時域寬度，並被第二個(ge) 再生放大器A2進一步放大至30毫焦耳的能量。而放大至焦耳量級是有一個(ge) 中繼成像放大器(A2.5：輸出能量200毫焦耳)和兩(liang) 個(ge) 多次往返的非成像放大器(A3：輸出能量800毫焦耳和A4：輸出能量6.5焦耳)來完成。所有這些放大器都采用摻Yb3+氟磷酸作為(wei) 活性介質材料。被放大的脈衝(chong) 要麽(me) 被送到主壓縮器中，要麽(me) 用作最終放大器A5的種子源。最後一級放大器采用Yb：CaF2在九路配置中作為(wei) 活性介質。目前其可以輸出的最大能力為(wei) 16.6焦耳(種子光能量為(wei) 2.7焦耳)。這級放大器的活性物質使用120個(ge) 激光二極管堆棧來泵浦，每一堆棧可以以300kW功率泵浦入940納米的2.5毫秒長的泵浦脈衝(chong) 。A5放大器的壓縮和聚焦束線目前正在開發，並將很快完成。這裏給出的所有實驗，頂多隻使用了A4放大器輸出的光。為(wei) 了提高光束的聚焦度，脈衝(chong) 在拚接光柵壓縮器壓縮後通過了自適應光學係統。使用f/2拋物鏡聚焦到靶室腔內(nei) ，可以得到3.5*10^20Wcm-2的峰值強度。