相干合成超快光场的全相位锁定调控

放大字体  缩小字体 2019-08-17 17:03:56  阅读:8469 作者:责任编辑NO。石雅莉0321

完成多束不同光谱超快激光脉冲,特别是飞秒激光脉冲的相干组成,不只能够有用进步激光脉冲的总能量,也是取得亚周期激光脉冲的重要手法,并能打破单束激光脉冲所能供给的峰值功率约束的瓶颈。因而,超快激光脉冲之间的同步与相干组成已成为近年来激光物理范畴的重要研讨课题,其要害技术之一是脉冲之间的全相位确定与调控,所触及的两个首要变量别离是单个脉冲的载波包络相位(Carrier-Envelope Phase,CEP)及反映两束脉冲包络相位差的相对延时(Relative Timing,RT)。一般关于脉宽极短的少周期激光脉冲,上述两个变量直接决议了组成脉冲的电场波形,所以要完成严厉的相干组成,就需对两者进行准确确定操控。现在,单纯确定超快激光脉冲CEP已有老练的研讨成果,但根据同一设备完成RT与CEP的实时丈量确定还未见报导,这已成为完成亚周期超快激光脉冲相干组成的首要瓶颈之一。

中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心光物理要点试验室魏志义研讨组(L07组)长期致力于极短超快激光脉冲发生及精细操控的研讨。最近,该组博士生黄沛(西光所联培生)、高亦谈在方少波(中科院青促会会员)、赵昆及魏志义研讨员的指导下,运用f-to-2f自参阅设备,将两束待组成超快激光中的长波部分倍频后与短波部分进行光谱干与,经过傅里叶变换别离提取出RT与CEP的信息并一起进行反应确定,仅运用一套自参阅设备,完成了超快激光脉冲之间的全相位确定调控。相关成果宣布在最近的Applied Physics Letters上。

试验的要害光路如图1所示,由飞秒钛宝石扩大激光器输出的光脉冲,经充气中空波导(Hollow fiber)展宽光谱后,运用分束镜分为两路,别离经过两组啁啾镜组进行脉冲紧缩,之后由合束镜组成,分出小部分到f-2f体系进行CEP丈量。经过优化试验体系,终究一起完成了CEP与RT的长期确定,确定时长超越8小时,图2所示为典型的长期确定成果。

在完成RT与CEP长期安稳确定的基础上,他们经过相干组成得到了短至3.8 fs的准单周期脉冲,然后初次证明了运用一套自参阅f-to-2f设备,能够完成两路激光脉冲之间RT与CEP两个变量的准确丈量,并运用全新的算法提取出RT与CEP的信息,一起将两个变量长期确定。此研讨成果不只有用简化了相干组成超快光场的全相位操控,一起为新式光场调控物理供给了全新的研讨手法。

图1. 要害试验光路图

图2. CEP与RT长期(8h)确定成果

修改:重光

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