高效产生等离子体中相对论的近乎单循环中红外脉冲

时间：2022-02-06 13:58:06来源：

1985年，STRICKLAND和Mourou啁啾脉冲放大技术的发明提升了超级激光脉冲的峰值力量，以前所未有的水平，在基础科学，工业和医学中发现了广泛的应用。然而，这种高功率激光器通常在约0.8微米的近红外波长下获得。中红外频带（2-20微米）的延伸对更广泛的应用感兴趣。目前，基于传统光学技术的中红外激光脉冲的产生受到光学晶体的频率带宽，能量增益和损伤阈值的限制，这使得实现高强度少循环中红外激光器的挑战脉冲。

在一篇文章中发表的新文件：科学与应用，来自上海交通大学的科学家，中国和斯特拉斯科德大学，英国提出了一种新的方案，通过使用等离子体介质，有效地产生近单循环的近单循环中红外光脉冲。该方案最初采用两个Terawatt级短脉冲激光器，其波长为0.8微米，其在具有特定时间延迟的欠态等离子体通道中入射。其中一个用作驱动激光器，以激发等离子体中的激光唤醒，这看起来在驱动脉冲后面的几个移动等离子体密度气泡。作为信号脉冲的另一激光脉冲与具有特定时间延迟的驱动脉冲共传播，使得它装载在第二等离子体泡的头部位置。该信号脉冲由等离子体气泡调制，其频率将迅速移位。在大约2毫米的传播距离之后，它有效地转换成具有约5微米的中心波长的近单循环中红外光脉冲，其转化效率高达约30％。

“我们的方案的一个有趣方面是通过改变入射激光脉冲和等离子体的参数来调谐所获得的中红外脉冲参数，包括脉冲能量，中心波长，脉冲持续时间，载波相位，均匀的偏振状态，”郑明盛表示，纸张的领先作者之一。

“与传统的光学晶体材料相比，基于等离子体的光学方法可以维持极高的功率和强度激光脉冲，”苏明王，纸张的另一个引线作者。“这使得基于等离子体的光学方法在超短高功率激光器的操纵中独特。”

“我们的方案可以在具有千赫兹重复速率的激光系统上实现，从而提供稳定且有效的方法，以产生带有毫克，相对论的强度和近单个循环的中红外光脉冲，为广泛的应用，”杰张说：“杰张说上海交通大学激光等离子体计划领导者的共度驻军。

参考：“高效地生成相对论近乎单循环中红外线脉冲的等离子体”通过兴龙朱，苏明翁，闵陈，郑明盛和杰张，2020年3月20日，光：科学与应用.DOI：
10.1038 / s41377-020-0282-3