少周期的蓝光激光与红光激光相比具有更短的波长和更高的光子能量，在高效率高次谐波（比红光激光效率高60倍）和高效率单阿秒脉冲产生、光电子涡旋产生、超短电子脉冲产生以及有机物分子超快动力学的泵浦探测等方面展现了独特的优势。武汉光电国家研究中心、湖北光谷实验室张庆斌教授、陆培祥教授团队在前期的工作（Opt. Lett. 47, 389 (2022)）中，利用宽带倍频技术与多级固体薄片组超连续谱产生技术相结合的方案，有效解决了传统的红光激光倍频产生蓝光激光方案受限于非线性晶体的倍频带宽和倍频效率间的相互牵制问题，以及蓝光激光在光谱展宽过程中更易出现光谱相位、能量转换效率和光束质量的退化的问题， 产生了主脉冲集中度超过90%，单脉冲能量7.8微焦，5.2飞秒蓝光激光，该脉冲能量也是小于6飞秒蓝光激光报道的最高水平。在前期研究的基础上，团队进一步发展了氦气辅助的两级固体薄片装置，通过在腔体中充约一个大气压的氦气，利用氦气的高电离能有效抑制了气体电离导致的光束质量退化和能量吸收，同时消除了真空中固体薄片的损伤效应。进一步利用氦气极低的色散， 还大幅降低整个系统的整体色散累积，只需采用两个啁啾镜就可实现干净的脉冲压缩（主脉冲中包含96%的总能量），将蓝光激光的脉冲压缩效率由37.5%提高至64.8%，最终输出功率在1小时内的稳定性为RMS= 0.39%。输出的5.5飞秒的蓝光脉冲能量达到85微焦，比原世界最好水平提升了1个量级，通过常规聚焦即可获得高于1×10¹⁵瓦/厘米²的场强，使得超短蓝光飞秒激光步入了强场时代。该方案还有望通过改进现有设备进一步将输出能量提高至数百微焦甚至是毫焦量级。

2023年5月，研究成果以 Clean hundred-µJ-level sub-6-fs blue pulses generated with helium-assisted solid thin plates 为题，发表在光学杂志《Optics Letter》 48, 2555(2023)上。

图1 光路示意图。

图2 最终输出的少周期蓝光脉冲的诊断结果。