利用載波-包絡相位穩(wěn)定的放大周期量級脈沖,能夠通過高次諧波產生獲得單一的阿秒脈沖輸出。
Andreas Assion,Femtolasers公司放大器部門產品經理
Gabriel Tempea,Femtolasers公司光學產品經理
Eleftherios,Goulielmakis,Matthias Uiberacker,德國Max Planck Institutf黵 Quantenoptik博士后研究員
阿秒科學是基本理論研究領域的一個熱點話題。[1]早在十年以前就有人預言:阿秒(1as=10-18s)脈沖的產生依賴于強場條件下激光與原子間的相互作用,并且可以通過直觀的半經典模型描述。[2]原子在激光的輻射下,其外層電子首先被激光的電場剝離,然后在電場中加速(見圖1)。隨著電場符號的反轉,高能電子有一定概率與母原子復合。復合過程具有放射性,會發(fā)射出高能軟X射線光子。如果驅動脈沖包含許多光載波周期,發(fā)射譜就會由相互分離的激光頻率的奇次諧波構成,激光頻率在時間域上與軟X射線阿秒脈沖序列相對應。
要想產生孤立阿秒脈沖,必須將軟X射線發(fā)射限制在驅動脈沖的一個光周期(約2.5fs)內。如果滿足這一條件,就會產生一個或兩個阿秒脈沖,具體產生阿秒脈沖的數目取決于載波-包絡相移(載波-包絡相位描述了載波電場與脈沖包絡之間的相對位置),并要求載波-包絡相移保持穩(wěn)定。
獲得孤立阿秒脈沖
盡管人們已經想出了一些方法將諧波產生限制在一個光周期以內,但這些技術依然處在發(fā)展階段。而且,盡管這些方法可以不需要使用單周期驅動脈沖,但它們或者會提高實驗裝置的復雜程度,或者會影響諧波產生過程的轉換效率。
產生孤立阿秒脈沖的最為簡便的方法是采用周期量級驅動脈沖。[5]采用這種方法,諧波譜高能端(高能截止)僅在一個光周期內產生。使用特別設計的摻鈦藍寶石(Ti:sapphire)激光系統(tǒng),已經成為獲得載波-包絡相位穩(wěn)定的、亞毫焦能量級的5fs脈沖的常規(guī)手段。