中科院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室激發(fā)態(tài)氬原子高次諧波產(chǎn)生研究取得進展?？蒲腥藛T在氬氣中利用介質(zhì)激發(fā)態(tài)實現(xiàn)了增強高次諧波的產(chǎn)生。實驗中采用泵浦探測方案(圖1)，具有一定橢偏度的泵浦光將部分氬原子從基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài)，線偏振的探測光驅(qū)動產(chǎn)生高次諧波，觀察到諧波產(chǎn)率隨延遲的變化存在一個幾十皮秒的增強平臺區(qū)并且使得高次諧波轉(zhuǎn)化效率相比探測光單獨驅(qū)動情況增加了接近一個數(shù)量級(圖2)。此外，固定相對延時在3ps處(增強平臺區(qū))改變泵浦光強度以及探測不同氣體壓強下增強平臺區(qū)壽命，實驗結(jié)果與相應(yīng)的理論模擬對比可得：(1)在該實驗條件下，3p+4s態(tài)在該過程中占主導地位。(2)增強平臺區(qū)壽命解釋為介質(zhì)中電離電子與激發(fā)態(tài)原子的碰撞。
阿秒脈沖可以通過高次諧波過程所產(chǎn)生的超連續(xù)譜獲得，使得在如此短的時間尺度下追蹤物理、化學和生物體系中超快電子的運動成為可能，但是，該方面的應(yīng)用同時面臨著阿秒脈沖產(chǎn)生效率非常低的困境。目前，為提高阿秒脈沖產(chǎn)生效率，雙色場以及多色場、混合氣體介質(zhì)、激發(fā)態(tài)介質(zhì)等方案被相繼提出，但是利用稀有氣體激發(fā)態(tài)介質(zhì)產(chǎn)生高次諧波在實驗上還鮮有報道。
該方法對于提高高次諧波產(chǎn)生效率，獲得高亮度的高次諧波和阿秒脈沖光源，進一步拓展其應(yīng)用范圍具有重要意義。此外，通過進一步研究激發(fā)態(tài)介質(zhì)產(chǎn)生的高次諧波，在研究原子分子的激發(fā)態(tài)電子結(jié)構(gòu)和超快電子動力學過程方面具有重要的應(yīng)用前景。該研究得到了國家973項目、國家自然科學基金的支持。相關(guān)工作發(fā)表在Appl. Phys. Lett. 107, 041110 (2015)
圖1
圖2
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