超短脉冲强激光场产生高次谐波相位匹配技术的最新研究进展

总结了超短脉冲强激光场高次谐波产生相位匹配技术的最新进展;对高次谐波相位匹配的理论进行了讨论,并对相位匹配技术的应用提出了一些看法.     

载波包络相位稳定的6 fs超快强激光脉冲及其在高次谐波产生中的应用

脉冲宽度40 fs,功率1.1 W的载波包络相位(CEP)稳定的飞秒激光脉冲在充氩气的空芯光纤内由于自相位调制频谱展宽,通过啁啾镜和斜劈补偿色散,最终可获得脉冲宽度为6 fs的载波包络相位稳定的强激光脉冲.将之应用到高次谐波实验中得到了脉冲宽度为500 as的单个阿秒脉冲.     

中红外激光相位测量及阿秒脉冲的产生

为了测量中红外激光相位及获得阿秒脉冲,采用高次谐波截止能量随激光相位改变而变化的方法,进行了中红外激光相位测量及阿秒脉冲输出的研究。引入一束少周期激光场后,组合场相位对谐波发射截止能量的影响要比单独中红外激光场相位对谐波截止能量的影响明显很多。因此,提出了一种利用谐波截止能量与相位角的对应关系测量多周期中红外激光相位的方法。同时理论研究了3束中红外激光场下发射高次谐波及阿秒脉冲的特点。结果表明,适当调节3束激光场的延迟时间和相位角,不仅谐波发射的截止能量得到了延伸,而且单一的量子路径也被选择出来对谐波发射起作用,形成了一个272eV的平台区;通过叠加谐波谱上的谐波,可获得一系列脉宽为34as的X射线光源。该研究对中红外激光相位测量及阿秒脉冲的输出是有帮助的。     

极紫外阿秒脉冲产生过程的本征原子相位分析

为了研究高次谐波极紫外阿秒脉冲产生过程中的谐波相位匹配问题,基于光场电离高次谐波产生过程3步分析模型得出了高次谐波产生过程的理论描述解析式,并以此分析了阿秒脉冲产生过程中的高次谐波本征原子相位。由研究可知,除最高阶谐波外,对同一阶高次谐波产生有贡献的电子均有两类—长轨迹电子和短轨迹电子,各高次谐波长轨迹电子产生的谐波谱相之间几乎不存在线性关系,而短轨迹电子产生的高次谐波谱相之间则存在着良好的线性关系。结果表明,抑制各谐波长轨迹电子有助于产生更小脉宽阿秒脉冲。此结果对极紫外阿秒脉冲产生实验中的高次谐波相位匹配有重要的参考价值。     

太赫兹场调制准相位匹配高次谐波产生

在高次谐波产生过程中,相位匹配是提高其产生效率的必备技术。传统相位匹配技术在各向同性的气体介质中无法实现,而准相位匹配技术作为一种可行的替代方案,可以突破高次谐波产生过程中相干长度的限制,实现谐波强度随传播距离持续增加。采用准连续的逆向传播太赫兹光场调制高次谐波的产生过程,以实现准相位匹配;通过模拟计算探讨了谐波光谱与调制场参数之间的关系,结果发现获得准相位匹配的光子能量与太赫兹调制场波长成反比,与调制场场强、泵浦激光场强的比值成正比。     

双色飞秒强激光作用下的CO2分子高次谐波

实验研究了双色场条件下CO2 分子高次谐波辐射, 通过改变充气气压获得偶次谐波最大为28th。此外,通过变化气体盒内激光焦点位置从而显著改变24th 谐波光子能量。实验发现在气体盒內谐波强度存在两个极大值,这是因为不同区域内相位匹配出现长短轨道选择的结果。实验结果表明,双色场驱动的分子高次谐波可成为具有发展前景的多波长可调谐相干XUV 光源。     

含有径向节点的拉盖尔-高斯光束产生涡旋高次谐波的特征

利用红外超快涡旋激光脉冲与气体介质相互作用可以产生携带轨道角动量的极紫外高次谐波。采用含有径向节点的拉盖尔-高斯（LG）光束作为驱动光，利用定量重散射模型计算单原子响应，通过求解谐波场在介质中传播的三维麦克斯韦方程以及在傍轴近似下的惠更斯积分，分别获得近场和远场高次谐波的强度和相位分布。结果表明:随着驱动光的径向节点数增加，高次谐波的强度分布呈现多环结构，相位分布上出现节点结构，强度分布的空间范围在近场减小，而在远场增大。相位匹配分析显示，短轨道和长轨道高次谐波的空间相干长度分布图对驱动激光的模式非常敏感，与高次谐波场在气体介质内的演化图像定性一致，解释了有径向节点的LG光束作用下产生的涡旋高次谐波的特征。     

多光周期脉冲驱动不对称分子产生单阿秒脉冲

研究了激光与不对称分子相互作用产生高次谐波及阿秒脉冲的特性,提出了采用多光周期脉冲产生单阿秒脉冲的新机制.发现利用不对称分子可以获得相位一致的阿秒脉冲,从而可以更加精确地控制和测量超快过程.     

高次谐波锁模飞秒掺镱光纤激光器的噪声情况

高重复频率的飞秒激光在高速激光测距和三维成像等领域有着非常重要的作用。其中基于飞秒光纤激光器的高次谐波锁模是获得GHz量级以上高重复频率脉冲的重要手段之一。基于含腔内光栅对色散补偿的非线性偏振旋转（NPR）锁模的掺镱（Yb）光纤激光器,在180 mW泵浦光时获得了稳定的143 MHz基频锁模脉冲序列,当泵浦光功率升至1 W时获得了最高20次谐波（2.86 GHz）锁模脉冲序列输出。系统地对比研究了基频锁模与高次谐锁模状态下,脉冲重复频率精密锁定后的艾伦偏差和相位噪声,7次谐波锁模状态下重复频率锁定精度能够保持在10?13 Hz@1 s的稳定度,为高次谐波锁模飞秒激光脉冲序列用于精密测量提供了实验依据。     

用于超短强激光与气体靶相互作用实验的新型前置差分抽运系统

介绍了用于超短超强激光脉冲 -脉冲气体靶相互作用研究的新型差分抽运系统 ,与高效高分辨率大面积透射光栅光谱仪配合 ,进行了超短激光脉冲辐照下氩气喷靶的软 X射线发射特性的实验研究。实验表明 ,该谱仪有足够的灵敏度参与超短强激光脉冲辐照气体靶的软 X射线产生、X射线激光乃至高次谐波实验的软 X射线光谱诊断工作。