改进型多周期极化门产生高强度的阿秒脉冲
2018-07-12冯立强
激光技术 2018年4期
冯立强,李 义,刘 辉
(辽宁工业大学 理学院,锦州 121001)
引 言
超短阿秒的产生和发展使得人们对原子、分子内部的超快动力学现象有了全新的认识[1-3]。目前,超短阿秒脉冲的获得主要是通过叠加高次谐波(high-order harmonic generation, HHG)光谱截止能量附近的连续平台区来实现的[4-6]。
高次谐波是由强激光场与原子、分子相互作用时,电离电子与母核发生回碰所产生的。目前,利用半经典三步模型[7],即电离-加速-回碰,可以有效地解释高次谐波的辐射过程。基于三步模型,谐波辐射的最大截止能量为Ecutoff=Ip+3.17Up,其中Ip为电离能,Up为电子的有质动力势。一般来说,谐波辐射过程通常在半个光学周期发生一次。因此,对于某一特定的谐波频率有长短两条量子路径共同作用产生[8],这样在输出阿秒脉冲时会在一个周期出现两个阿秒脉冲序列。但在实际中,单个的阿秒脉冲更具有应用价值。因此,为了获得单个阿秒脉冲,谐波辐射的量子路径调控具有很大的研究意义。例如:GOULIELMAKIS等人利用3.3fs的少周期脉冲成功调控谐波辐射过程并获得一个80as脉冲[9]。作者利用双色啁啾场以及三色组合场驱动惰性气体分别获得40as和小于10as的脉冲[10-11]。
目前,有许多方案被提出来调控谐波辐射的量子路径,但是方案中的激光多为脉冲强度较高的少周期激光场(例如:5fs,激光强度大于1.0×1015W/cm2)。尽管现在实验上可以获得此类脉冲,但都集中在少数个别实验室。因此,如何运用多周期激光场产生超短的阿秒脉冲得到了广泛关注。例如:极化门(polarization gating,PG)方案是最近10年最成功也是最广泛的方案。……
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