高次諧波的產(chǎn)生與優(yōu)化控制.pdf

1、隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展,激光脈沖的寬度越來越窄。從早期的連續(xù)光、納秒脈沖、皮秒脈沖一直到現(xiàn)在的飛秒脈沖,以及近年來正在研究之中的阿秒脈沖,標(biāo)志著激光與物質(zhì)的相互作用正在不斷地進(jìn)入新的領(lǐng)域。由于超快激光脈沖不僅在物理學(xué)的研究中有著重要作用(如跟蹤原子的超快馳豫過程),而且在其它領(lǐng)域也有著非常廣泛的應(yīng)用(如超高速半導(dǎo)體設(shè)備檢測(cè),跟蹤化學(xué)反應(yīng)過程以及外科手術(shù)等)。因此,超短脈沖的發(fā)展,無論對(duì)于科學(xué)研究還是應(yīng)用領(lǐng)域,都具有非常重要的意義。目前,

2、阿秒脈沖的獲得主要是通過高次諧波產(chǎn)生。
　　本論文圍繞提高高次諧波的產(chǎn)生效率以及通過平臺(tái)區(qū)超連續(xù)譜的產(chǎn)生進(jìn)一步優(yōu)化控制單個(gè)阿秒脈沖這兩個(gè)方面展開了詳細(xì)討論。主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1.實(shí)驗(yàn)研究了高次諧波產(chǎn)生的相位匹配控制。應(yīng)用了操控電場(chǎng)可以有效改變電子的電離、加速運(yùn)動(dòng)和復(fù)合這一原理,在實(shí)驗(yàn)上通過加入一個(gè)新的弱電場(chǎng),改變相互作用區(qū)域氣體的電離程度,調(diào)控高次諧波產(chǎn)生的相位匹配氣壓條件,從而有效提高了單次諧波的產(chǎn)生效率。此外,

3、還證明了通過精密控制基波與諧波的強(qiáng)度以及激光聚焦的共焦參數(shù),可以有效的優(yōu)化控制這一相位匹配過程。這種全光、精密、且實(shí)時(shí)可控的新型方案也可用于后期紫外光梳的優(yōu)化與控制。
　　2.理論證明了通過調(diào)節(jié)雙色激光場(chǎng)間的相位延時(shí)、諧波強(qiáng)度、脈沖寬度,以及使用恰當(dāng)?shù)膹?qiáng)度比,可在高次諧波平臺(tái)區(qū)產(chǎn)生波段連續(xù)可調(diào)的極紫外超連續(xù)譜,并可進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)精密控制。再由此推得類似的基波和三次諧波構(gòu)成的雙色場(chǎng)也可有效產(chǎn)生平臺(tái)區(qū)超連續(xù)譜,并分析了比較了這兩種雙色

4、場(chǎng)之間的優(yōu)缺點(diǎn),為以后的實(shí)際應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　3.理論證明了通過三色脈沖合成,可將波段連續(xù)可調(diào)的高次諧波平臺(tái)區(qū)超連續(xù)譜的產(chǎn)生進(jìn)一步提升到高頻波段.實(shí)現(xiàn)了在產(chǎn)生高頻單個(gè)阿秒脈沖的同時(shí),大大提高它的能量轉(zhuǎn)化效率(比截止區(qū)超連續(xù)譜的強(qiáng)度高約五個(gè)數(shù)量級(jí)),為單個(gè)阿秒脈沖的實(shí)際應(yīng)用和優(yōu)化控制提供了另一種新型有效的方法。
　　4.在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了周期量級(jí)飛秒啁啾脈沖可以有效的在高次諧波的平臺(tái)區(qū)產(chǎn)生超連續(xù)譜。頻率啁啾和相位匹配氣壓