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中科院西安光機所在超短激光脈沖光場(chǎng)測量方面獲進(jìn)展
來(lái)源:西安光學(xué)精密機械研究所  瀏覽次數:223  發(fā)布時(shí)間:2023-04-27

近日,中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所阿秒科學(xué)與技術(shù)研究中心在超短激光脈沖光場(chǎng)測量方面取得重要進(jìn)展。該團隊創(chuàng )新性地提出了基于微擾的三階非線(xiàn)性過(guò)程全光采樣方法。該方法的可測量脈沖脈寬短至亞周期,波段覆蓋深紫外到遠紅外,具有系統結構簡(jiǎn)易穩定、數據處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)成果相繼發(fā)表在《光學(xué)快報》(Optics Letters)上。論文第一作者為特別研究助理黃沛和博士生袁浩,通訊作者為曹華保研究員、付玉喜研究員。


超短激光脈沖作為探索物質(zhì)微觀(guān)世界以及產(chǎn)生阿秒脈沖的重要工具,其完整的電場(chǎng)波形診斷尤為重要。當前普遍采用的表征技術(shù)廣義上可分為頻域測量、時(shí)域測量。在頻域,有頻率分辨光學(xué)門(mén)控(FROG)、光譜相位干涉法 (SPIDER)和色散掃描(D-SCAN)等主要方法,通過(guò)測量非線(xiàn)性過(guò)程產(chǎn)生的光譜信息來(lái)間接獲取超短脈沖脈寬及相位。此類(lèi)方法因裝置簡(jiǎn)單、易于搭建而被廣泛采用,但通常需要復雜的反演迭代算法,難以獲得光電場(chǎng)信息,且受限于相位匹配機制,較難應用于倍頻程以上的激光脈沖測量。


而基于時(shí)域采樣的測量方法通常不受?chē)栏竦南辔黄ヅ湎拗?,并對電?chǎng)波形較為敏感,可用于直接測量光電場(chǎng),近年來(lái)發(fā)展勢頭較好。該研究提出基于微擾三階非線(xiàn)性過(guò)程的全光采樣方法是一種基于時(shí)域采樣的測量方法,在實(shí)驗中分別應用瞬態(tài)光柵效應(TGP)和空氣三倍頻效應(Air-THG),準確的測量了鈦寶石激光器輸出多周期脈沖(750-850nm,25fs)、基于充氣空心光纖后壓縮技術(shù)(600-1000nm,7.2fs)和雙啁啾光參量放大系統(1300-2200nm,15fs)產(chǎn)生的少周期脈沖,實(shí)現了覆蓋可見(jiàn)、近紅外到中紅外波段的超短脈沖測量,可以滿(mǎn)足不同波段超短脈沖測量的需求。


未來(lái),這一進(jìn)展可在阿秒驅動(dòng)源快速診斷、超短激光脈沖測量裝置國產(chǎn)化等方面發(fā)揮重要作用。


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圖1.實(shí)驗裝置示意圖

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圖2.可見(jiàn)波段周期量級脈沖測量結果

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圖3.中紅外波段周期量級脈沖測量結果
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