Il laser a fotocatodo è una delle parti chiave del sistema di test del fascio della Piattaforma di Advanced Photon Source (PAPS). Recentemente, i ricercatori dell'Istituto di fisica delle alte energie (IHEP) dell'Accademia cinese delle scienze hanno ottenuto una potenza di uscita superiore a 116 W dopo l'amplificatore principale del laser. Lo studio è stato pubblicato su Ottica Express .

Le sorgenti di elettroni con fotocatodi azionati dal laser sono ampiamente utilizzate nei laser a elettroni liberi (FEL) e nei linac a recupero di energia (ERL) a causa del loro raggio a bassa emittanza e della lunghezza del mazzo controllabile. Per ottenere fasci di elettroni di qualità superiore, vari metodi di sagomatura del raggio laser sono comunemente usati in questo tipo di sorgente di elettroni.

Però, a causa della riflessione e dell'assorbimento da parte dei cristalli di formatura, la perdita di energia indotta del raggio laser può raggiungere il 90%. Questa perdita di energia limita la potenza del laser proiettata sul fotocatodo, e quindi la corrente media del fascio di elettroni. Un modo diretto ed efficace per superare questo problema è fornire una maggiore potenza laser per il processo di sagomatura.

In questo studio, i ricercatori hanno sviluppato un sistema laser interamente in fibra per ottenere una maggiore potenza laser, con una fibra di cristallo fotonico drogata con itterbio come amplificatore principale.

Questo sistema ha prodotto 116,2 W di potenza di uscita a infrarossi media e 39,4 W di potenza di uscita del laser verde dopo la moltiplicazione della frequenza.

I risultati di questo studio aprono la strada al superamento di varie difficoltà nella trasmissione a lunga distanza e al raggiungimento di fasci di elettroni ad alta corrente e di alta qualità.