飛秒激光驅(qū)動惰性氣體產(chǎn)生高次諧波的實驗研究.pdf

1、隨著飛秒激光技術的發(fā)展，激光峰值功率密度的提高，激光與物質(zhì)相互作用進入了強場物理領域而產(chǎn)生了一系列新的現(xiàn)象。高次諧波輻射就是其中一個具有重要意義的現(xiàn)象?，F(xiàn)在為了了解原子的細微物理結構以及對超快物理過程的探測急切的需要具有阿秒量級的激光脈沖作為工具。而另一方面，相干X射線激光在外科手術、超高速半導體設備檢測以及化學反應的跟蹤等方面也是急需的。而高次諧波由于其比較特殊的性質(zhì)是目前作為阿秒脈沖以及相干X射線的產(chǎn)生手段之一。本文先對高次諧波的主

2、要基本理論進行了介紹，著重于高次諧波實驗方面的研究。
　　 介紹了所用的各種實驗裝置的設計以及實驗系統(tǒng)的建立。分析了所用的飛秒激光系統(tǒng)的原理以及所用的技術。介紹了診斷腔中的光路設計以及平場光柵光譜儀的定標方法，有效的實現(xiàn)了諧波的探測以及諧波譜的解譜。利用建立的高次諧波實驗平臺探測到了空氣和氬氣的高次諧波譜，并且分析了不同的聚焦位置和氣壓對諧波產(chǎn)生的影響。實驗數(shù)據(jù)表明，驅(qū)動激光的聚焦位置會對諧波譜產(chǎn)生顯著的影響，這主要是由于超快激

3、光的自引導效應。氣壓對諧波譜的影響方面，隨著氣壓的升高，諧波強度會隨之上升，而到達某個最佳氣壓后，諧波強度會隨著氣壓的繼續(xù)升高而下降。在這個過程中，不同級次的諧波對應的最佳的氣壓不同。這主要是由于氣體的氣壓升高使諧波強度升高的同時也會對相位匹配產(chǎn)生顯著的影響，當氣壓的升高造成的諧波強度的增益與引起的相位失配造成的諧波強度的下降抵消，此時的氣壓就是最佳氣壓，同時不同級次的諧波的相位匹配條件不同，這也解釋了為什么不同級次的諧波對應不同的最佳