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,標志著激光與物質(zhì)的相互作用正在不斷地進入新的領(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,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區(qū)超連續(xù)譜的產(chǎn)生進一步優(yōu)化控制單個阿秒脈沖這兩個方面展開了詳細討論。主要包括以下幾個方面:
　　1.實驗研究了高次諧波產(chǎn)生的相位匹配控制。應(yīng)用了操控電場可以有效改變電子的電離、加速運動和復(fù)合這一原理,在實驗上通過加入一個新的弱電場,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、且實時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)雙色激光場間的相位延時、諧波強度、脈沖寬度,以及使用恰當?shù)膹姸缺?可在高次諧波平臺區(qū)產(chǎn)生波段連續(xù)可調(diào)的極紫外超連續(xù)譜,并可進行有效的實時精密控制。再由此推得類似的基波和三次諧波構(gòu)成的雙色場也可有效產(chǎn)生平臺區(qū)超連續(xù)譜,并分析了比較了這兩種雙色

4、場之間的優(yōu)缺點,為以后的實際應(yīng)用奠定了堅實的基礎(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)的高次諧波平臺區(qū)超連續(xù)譜的產(chǎn)生進一步提升到高頻波段.實現(xiàn)了在產(chǎn)生高頻單個阿秒脈沖的同時,大大提高它的能量轉(zhuǎn)化效率(比截止區(qū)超連續(xù)譜的強度高約五個數(shù)量級),為單個阿秒脈沖的實際應(yīng)用和優(yōu)化控制提供了另一種新型有效的方法。
　　4.在實驗上證實了周期量級飛秒啁啾脈沖可以有效的在高次諧波的平臺區(qū)產(chǎn)生超連續(xù)譜。頻率啁啾和相位匹配氣壓