在高次諧波產(chǎn)生過(guò)程中,相位匹配是提高其產(chǎn)生效率的必備技術(shù)。傳統(tǒng)相位匹配技術(shù)在各向同性的氣體介質(zhì)中無(wú)法實(shí)現(xiàn),而準(zhǔn)相位匹配技術(shù)作為一種可行的替代方案,可以突破高次諧波產(chǎn)生過(guò)程中相干長(zhǎng)度的限制,實(shí)現(xiàn)諧波強(qiáng)度隨傳播距離持續(xù)增加。采用準(zhǔn)連續(xù)的逆向傳播太赫茲光場(chǎng)調(diào)制高次諧波的產(chǎn)生過(guò)程,以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)相位匹配;通過(guò)模擬計(jì)算探討了諧波光譜與調(diào)制場(chǎng)參數(shù)之間的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)獲得準(zhǔn)相位匹配的光子能量與太赫茲調(diào)制場(chǎng)波長(zhǎng)成反比,與調(diào)制場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)、泵浦激光場(chǎng)強(qiáng)的比值成正比。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)激光. 2020,47(06)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

太赫茲場(chǎng)調(diào)制準(zhǔn)相位匹配高次諧波產(chǎn)生原理

模擬中采用氬氣作為高次諧波的產(chǎn)生介質(zhì),氣體靶長(zhǎng)度L=0.5 mm,產(chǎn)生介質(zhì)中心處的最大氣壓na0=2.67×104 Pa。泵浦激光為雙曲正割型脈沖,即A1(t)=sech [2 ln (1+ 2 )?t/t p ] ,其半峰全寬(FWHM)的寬度tp=12 fs,中心波長(zhǎng)λ1=1800 nm,載波包絡(luò)相位φCEP=π/4,焦點(diǎn)光強(qiáng)I10=5.0×1014 W/cm2,束腰半徑a0=50 μm。氣體靶置于泵浦激光焦點(diǎn)前方0.5 mm處,如圖1所示,以獲得更高的諧波轉(zhuǎn)換效率[42]。結(jié)合驅(qū)動(dòng)激光電場(chǎng)和產(chǎn)生的高次諧波場(chǎng)的傳播方程[1,45],可以得到未引入調(diào)制時(shí)的高次諧波光譜E ΗΗG 0 (ω),如圖2中黑色實(shí)線所示。由于泵浦激光的瑞利長(zhǎng)度z0約為4.36 mm,因此在整個(gè)產(chǎn)生介質(zhì)的長(zhǎng)度范圍內(nèi),轉(zhuǎn)換過(guò)程仍具有較為均勻的相干長(zhǎng)度。為簡(jiǎn)單起見(jiàn),采用平面太赫茲光場(chǎng)來(lái)調(diào)制高次諧波的產(chǎn)生過(guò)程。利用(5)式得到了在偶極相位周期性調(diào)制下的諧波光譜EHHG(ω),如圖2中的紅色實(shí)線所示。從圖2中可以看出,由于調(diào)制場(chǎng)的存在,411 eV光子能量處的諧波強(qiáng)度得到了明顯提升。改變太赫茲光場(chǎng)的調(diào)制波長(zhǎng)和調(diào)制場(chǎng)比,可以得到不同調(diào)制場(chǎng)參數(shù)下的準(zhǔn)相位匹配諧波光譜,如圖3和圖4所示。可以看到,獲得了準(zhǔn)相位匹配的諧波光子能量隨調(diào)制場(chǎng)參數(shù)的變化,這說(shuō)明可以通過(guò)改變太赫茲光場(chǎng)的波長(zhǎng)λ2或強(qiáng)度(調(diào)制場(chǎng)比r)來(lái)控制高次諧波的產(chǎn)生過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)不同諧波級(jí)次的選擇性增強(qiáng)。3.2 增強(qiáng)光子能量與調(diào)制場(chǎng)波長(zhǎng)、調(diào)制場(chǎng)比之間的關(guān)系


本文編號(hào)：3612961