飛秒激光平均功率的提升大多集中在對MOPA係統中多級放大器或多通放大器的增益提取。考慮到兼顧脈衝(chong) 能量的提升，多級光纖放大器一般作為(wei) 前端預放大級，當非線性積累到一定程度就需要采用大截麵積的激光增益介質。傳(chuan) 統的固體(ti) 放大器在數十瓦甚至二百瓦左右平均功率水平依然保持其兼顧激光功率和能量提升的優(you) 勢，但其中的多級固體(ti) 放大光路的每一級增益隨著平均功率的升高而趨於(yu) 飽和，尤其是對百瓦高功率信號的放大增益較小，導致高功率塊狀晶體(ti) 放大器泵浦利用率低，製約了激光係統整體(ti) 平均功率的進一步升高。

此外，塊狀激光晶體(ti) 在高泵浦強度下熱效應嚴(yan) 重，單純依靠加大晶體(ti) 外圍熱沉的熱導率等方法依然不能有效消除熱積累。增益介質自身結構的改良可有效改變其散熱效果，如極大表麵積的增益光纖就是以細長狀幾何形貌增大散熱麵積,這使其具有很好的散熱功能,對產(chan) 生的熱量管理更為(wei) 有效。同樣的散熱思路，薄板狀結構增益介質的板條激光放大器，激光的放大在增益介質長度方向，而散熱在增益介質厚度方向，由此可實現高功率、高能量連續或脈衝(chong) 激光輸出，且保持可控的光束質量。

為(wei) 了簡化板條激光放大器的裝調難度，同時確保足夠的增益倍率，采用以平麵反射鏡為(wei) 腔鏡的兩(liang) 級板條雙端泵浦結構，第一級為(wei) 7通光路結構，第二級為(wei) 5通光路結構，初始信號光經透鏡和柱透鏡整形為(wei) 橢圓狀光強分布，在水平方向以較小的發散角進入板條放大器，兩(liang) 級板條放大器共用兩(liang) 個(ge) 高功率微通道疊陣泵浦源，每個(ge) 泵浦源的輸出光經空間分光鏡分束為(wei) 兩(liang) 個(ge) 相互垂直的傳(chuan) 輸光路，各自進入光束整形勻化光學係統，而後經過耦合鏡頭整形再分別進入兩(liang) 級Yb:YAG板條晶體(ti) 。

隨著泵浦電流的提升，兩(liang) 級板條放大器同時獲得增益，輸出放大光；然而第二級板條放大器的提取效率會(hui) 受前級放大器輸出的光功率和空間分布的影響，考慮到係統輸出光束質量的要求，所以第二級板條放大器更側(ce) 重於(yu) 維持良好的光束質量，即需要合理的設計一二級之間的光束整形係統，才能更有效的提取第二級增益介質中的儲(chu) 能。

圖2. 雙級共泵浦源Yb:YAG板條放大器的放大動力學曲線

圖3是放大輸出的光束空間特性曲線，可見光斑圓度82%，光束質量M2~1.4。由於(yu) 放大的啁啾脈衝(chong) 激光功率高、能量高，脈衝(chong) 壓縮器須承受較大光強，為(wei) 了適當降低投射到器件表麵的光功率密度，進入壓縮器的光束直徑控製在2.7~3.0mm。衍射光柵對構成脈衝(chong) 壓縮器，由於(yu) Yb:YAG晶體(ti) 在高功率放大過程的光譜增益窄化效應，全部光譜成分處於(yu) 衍射光柵的有效通光麵內(nei) ；受到熱致退偏效應的影響，脈衝(chong) 壓縮器整體(ti) 效率84%，輸出845fs脈寬的1mJ脈衝(chong) ，平均功率達404W。

圖4是壓縮後的飛秒脈衝(chong) 自相關(guan) 曲線。板條固體(ti) 放大路線是強激光係統在一定程度克服熱效應製約的有效路徑之一，其高緊湊的放大模塊結構，以及對增益介質儲(chu) 能的高效利用，使之成為(wei) 升級傳(chuan) 統塊狀激光晶體(ti) 多級行波放大器的最具工程化潛力放大單元。但是基於(yu) Yb:YAG晶體(ti) 的固體(ti) 高增益放大器受激光增益介質發射譜寬的製約，輸出放大激光光譜窄化明顯，不利於(yu) 飛秒脈衝(chong) 的壓縮，板條激光放大器亦無法避免此問題；後續奧創光子也將嚐試光譜預整形等方法來補償(chang) 寬譜激光放大過程的光譜增益窄化現象。