张刚台,胡越强,白婷婷

(1.宝鸡文理学院 物理与光电技术学院,陕西 宝鸡 721016; 2.宝鸡文理学院 稀土光功能材料与器件开发协同创新中心,陕西 宝鸡 721016; 3.宝鸡文理学院 数学与信息科学学院,陕西 宝鸡 721013)

当强激光作用于原子或分子体系时,由于高阶非线性效应,原子或分子体系会辐射出频率为激光场频率数倍的高次谐波。由于高次谐波谱覆盖从红外到远紫外甚至软X射线的光谱范围,于是它很快成为突破飞秒壁垒及实现阿秒脉冲的首选光源。此外,高次谐波辐射也是目前实验上产生阿秒脉冲的一种最有前景的方法。高次谐波的产生过程可用CORKUM[1]提出的半经典三步模型来解释:首先,处在基态的电子通过多光子电离或者隧道电离进入到连续态;其次,进入连续态的准自由电子在随着外场的振荡过程中而获得额外的能量;最后,电子电离后,先在激光场中加速,然后当激光场反向时,其中一部分电子在激光场的作用下返回到原子核附近并复合到基态,同时辐射出高能光子,光子的最大能量是Ip+3.17Up,其中Ip为电离能,Up=9.33×1014I[W/cm2](λ[μm])2为电子在激光场中的有质动力能。这个过程在驱动场的每半个光周期重复一次,因此在时域上产生一个阿秒脉冲链。在实际应用中,单个阿秒脉冲比阿秒脉冲链更有价值。因此如何产生单个阿秒脉冲就成为人们关注的焦点。研究表明:少光学周期脉冲[2-4]、偏振态门技术[5-6]、双色场[7]、多色场[8]、紫外脉冲(UV)调控方案[9]、啁啾场[10]、静电组合场[11]等方案可实现单个阿秒脉冲的输出。……