科学研究

阿秒脉冲偏振可控特性研究

来源:武汉光电国家研究中心   作者:  发布时间:2017年03月16日  点击量:

高次谐波是强激光场与分子或原子相互作用产生的一种高阶非线性现象。高次谐波的辐射过程可以利用经典的三步模型来描述:首先,库伦势垒被激光场压低,电子被电离出去; 然后,电子在激光场中被加速;最后,激光场反向时,一部分电子与母核复合辐射出高能光子。高次谐波由于其极大的应用潜力成为了研究热点。其中一种重要的应用是产生极紫外相干阿秒脉冲。过去几十年,大量的研究工作着力于线偏振的阿秒脉冲。线偏振脉冲是一维偏振,它的应用范围受到极大的限制。产生非线偏振的阿秒脉冲成为近几年的研究热点。近几年,反向双色圆偏光得到了广泛关注,它是由两个共面并且反向偏振分别具有角动量为和2的两个圆偏光组成。这样的激光驱动场产生高次谐波主要有两大优势:一是每一阶谐波是圆偏振的,二是谐波效率不会很低。最近的一个实验工作中,在实现圆偏阿秒脉冲产生的同时,也实现了对单个谐波阶次的偏振态的控制。但是,调控阿秒脉冲的偏振态在实际应用中更加广泛。一个切实有效的方法需要进一步研究。

武汉国家广电实验室陆培祥教授领导的超快激光研究团队最近提出了一种双色圆偏光和排列分子相互作用产生椭偏率可调的阿秒脉冲的方法。通过转动驱动场,阿秒脉冲的偏振态从左旋椭偏变到右旋椭偏,并且激光驱动场的转动可以通过改变双色场的相对相位来实现,极大的降低了对实验条件的要求。这个方法有益于大量的实际应用。

2017年3月15日,这一研究工作(Ellipticity-tunable attosecond XUV pulse generation with a rotating bichromatic circularly polarized laser field,旋转的反向双色圆偏光产生椭偏率可调谐的阿秒脉冲)发表在Opt. Lett. Vol. 42, No. 6, 1027 (2017). 该项目的研究工作得到了国家自然科学基金(No. 11234004, 11404123, 11422435, 11627809, 11574101)的资助。

1


图 驱动场和分子作用的示意图;(a)和(c)阿秒脉冲;(b)和(d)脉冲电场