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基于固体介质的倍频程连续光谱产生的研究进展

赵昆 许思源 江昱佼 高亦谈 刘阳阳 何鹏 滕浩 朱江峰 魏志义

基于固体介质的倍频程连续光谱产生的研究进展

赵昆, 许思源, 江昱佼, 高亦谈, 刘阳阳, 何鹏, 滕浩, 朱江峰, 魏志义
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  • 超快激光经过透明介质时由于非线性作用光谱会得到展宽,甚至能够产生超过一个倍频程的相干超连续光谱,这样的光源能够压缩得到几个甚至单个光周期的超短脉冲,并在现代超快科学的各个领域得到了广泛应用.实验中已经在气体、液体和固体中都观测到了光谱的展宽,目前较为成熟的方法是使用充满惰性气体的空芯光纤和具有高非线性效应的固体材料展宽光谱.但空芯光纤由于芯径限制无法用于高能量激光脉冲的光谱展宽,而固体材料又容易被高功率密度的脉冲激光损坏.随着激光技术的发展其脉冲能量不断提高,一种新的、利用多片薄固体介质实现光谱展宽的方式被提出.多片薄的非线性介质可以实现光谱展宽的逐片累积,而且避免了激光在介质中因自聚焦产生过高功率密度带来的损坏.目前使用这种方法已经在实验上得到了近毫焦尔量级的倍频程光谱,覆盖了近紫外到中红外的整个区域,并实现了脉冲压缩.本文简要回顾了超快激光在固体中光谱展宽的发展历程,概述了新型薄片固态介质产生超连续光谱的原理,对近年来使用此新方法的实验进行了简要分析,并对其发展前景进行了展望.
      通信作者: 魏志义, zywei@iphy.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金重大项目(批准号:61690221)、国家自然科学基金重点项目(批准号:11434016)、国家自然科学基金(批准号:11574384,11674386)、国家重点研发计划(批准号:2017YFB0405202)、中国科学院仪器研制项目(批准号:YZ201658)、中国科学院前沿科学重点研究计划(批准号:QYZDJ-SSW-JSC006)和中国科学院战略性先导科技专项(B类)(批准号:XDB16030200)资助的课题.
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    Budriūnas R, Kučinskas D, Varanavičius A 2017 Appl. Phys. B 123 212

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-16
  • 修回日期:  2018-05-09
  • 刊出日期:  2019-06-20

基于固体介质的倍频程连续光谱产生的研究进展

  • 1. 中国科学院物理研究所, 北京凝聚态物理国家研究中心, 北京 100190;
  • 2. 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 西安 710071;
  • 3. 中国科学院大学, 北京 100049
  • 通信作者: 魏志义, zywei@iphy.ac.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金重大项目(批准号:61690221)、国家自然科学基金重点项目(批准号:11434016)、国家自然科学基金(批准号:11574384,11674386)、国家重点研发计划(批准号:2017YFB0405202)、中国科学院仪器研制项目(批准号:YZ201658)、中国科学院前沿科学重点研究计划(批准号:QYZDJ-SSW-JSC006)和中国科学院战略性先导科技专项(B类)(批准号:XDB16030200)资助的课题.

摘要: 超快激光经过透明介质时由于非线性作用光谱会得到展宽,甚至能够产生超过一个倍频程的相干超连续光谱,这样的光源能够压缩得到几个甚至单个光周期的超短脉冲,并在现代超快科学的各个领域得到了广泛应用.实验中已经在气体、液体和固体中都观测到了光谱的展宽,目前较为成熟的方法是使用充满惰性气体的空芯光纤和具有高非线性效应的固体材料展宽光谱.但空芯光纤由于芯径限制无法用于高能量激光脉冲的光谱展宽,而固体材料又容易被高功率密度的脉冲激光损坏.随着激光技术的发展其脉冲能量不断提高,一种新的、利用多片薄固体介质实现光谱展宽的方式被提出.多片薄的非线性介质可以实现光谱展宽的逐片累积,而且避免了激光在介质中因自聚焦产生过高功率密度带来的损坏.目前使用这种方法已经在实验上得到了近毫焦尔量级的倍频程光谱,覆盖了近紫外到中红外的整个区域,并实现了脉冲压缩.本文简要回顾了超快激光在固体中光谱展宽的发展历程,概述了新型薄片固态介质产生超连续光谱的原理,对近年来使用此新方法的实验进行了简要分析,并对其发展前景进行了展望.

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