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2022世界杯4强:希望|高重复频率极紫外相关光脉冲的发生

admin2022-01-11101

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处于极紫外(XUV)波段的高次谐波(HHG)由于具有优良的相关性、极短的脉冲宽度、宽波段的笼罩局限及体积小、使用利便等优点,自泛起以来一直备受人们的重视,稀奇是高重复频率的HHG不仅是实现极紫外光学频率梳的要害,而且在阿秒脉冲的发生、时间分辨的角分辨光电子谱(tr-ARPES)丈量及集成电路与半导体芯片的加工检测等方面都具有主要的需求。正由于云云,近年来高重复频率HHG的发生已成为超快物理、周详丈量物理、凝聚态物理等领域令人感兴趣的主要内容,也是现在各国科学家竞争生长的主要偏向。但由于受高重复频率驱动激光单脉冲能量低的限制,国际上仅有为数不多的研究组通过HHG手艺实现了重复频率大于100kHz的XUV相关辐射,海内尚未见相关效果报道。

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中央光物理重点实验室魏志义研究组(L07)多年来致力于HHG及阿秒脉冲发生的研究,最近,该组团结培育的博士研究生王佶(北京交通大学)、许思源(西安电子科技大学)在赵昆、魏志义等人的团结指导下,行使商用的高重复频率飞秒光纤激光器作光源,通过自行设计搭建的脉冲压缩系统及倍频系统,在优化参数及驱动方式等研究的基础上,乐成获得了重复频率高达0.4MHz的多阶次HHG。在仅用1030nm波长飞秒激光的驱动下,获得的最高阶次为27阶,对应32.5eV的光子能量;在1030nm及其倍频515nm双波长驱动下,观察到从13阶到23阶、波段笼罩奇偶阶次的11个阶次谐波,两头对应的光子能量划分为15.6eV及27.7eV,各阶次之间的能量距离仅1.2eV(图1)。

图1. 1030nm单波长(上)及连系515nm双波长(下)激光驱动的XUV谐波

克日上述效果通过了专家测试,图2为实验系统照片,图3为示波器显示的重复频率。这些效果的取得,为进一步实现高重复频率的阿秒脉冲及具有时间分辨的极紫外ARPES提供了主要基础

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图2. 所研制的高重频XUV高次谐波发生装置

图3. 示波器显示的重复频率(408.4kHz)

值得一提的是在上述对驱动激光脉冲的压缩中,他们通过设计接纳两组固体薄片组展宽飞秒光纤激光的光谱,并连系啁啾反射镜抵偿色散,获得了平均功率为12W、最短脉宽为7.3fs,对应载波频率仅约2.1个光周期的极短脉冲。图4为用FROG丈量获得的典型效果,这也是现在高重复频率下1μm波段激光所能获得的最短脉冲效果之一

图4. 接纳SHG-FROG测得的压缩脉冲的光谱及脉宽,解释约7.3fs

这项事情及相关研究获得国家自然科学基金、科技部重点研发设计及中科院前沿重点项目和仪器研制项目的部门支持。实验获得丁洪研究组(EX07)运晨霞高级工程师等人的鼎力协助和配合。

网友评论

6条评论
  • 2021-12-03 00:17:53

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