研究目的
研究利用后压缩FCPA激光器作为种子源的外腔飞秒增强腔,在10 MHz重复频率下高效产生高次谐波,重点关注短脉冲和低精细度腔体对提升高次谐波效率与稳定性的优势。
研究成果
该研究采用后压缩飞秒啁啾脉冲放大(FCPA)激光器与低精细度增强腔,在10 MHz重复频率下实现了高效高次谐波产生(HHG),并在149纳米波长获得超过0.1毫瓦的稳定耦合输出功率。研究发现更短的脉冲和更低精细度的腔体可缓解等离子体非线性效应,从而提升HHG效率与稳定性,使该系统适用于时间分辨光电子能谱研究。
研究不足
该研究的局限性在于腔锁定对诸如等离子体非线性、机械振动以及外压缩脉冲波动等干扰的敏感性。采用更高透射率的输入耦合器虽提高了稳定性,但降低了功率增强比。
1:实验设计与方法选择
该研究利用后压缩的10 MHz光纤啁啾脉冲放大器(FCPA)激光作为种子源,通过外部飞秒增强腔(fsEC)产生高次谐波。方法包括在光子晶体光纤(PCF)内通过自相位调制(SPM)实现光谱展宽,随后使用光栅对消除啁啾。
2:样本选择与数据来源
实验采用稀有气体(Xe、Kr、Ar)作为高次谐波介质,通过熔融石英毛细管喷嘴引入腔体。高次谐波通过布儒斯特角氧化镁输出耦合器与基频光束分离。
3:实验设备与材料清单
基于镱的FCPA激光器、LMA-35光子晶体光纤(Thorlabs)、透射光栅(1000线/毫米)、四分之一波片(QWP)、半波片(HWP)、偏振分束器(PBS)、布儒斯特角氧化镁输出耦合器、真空紫外环面光栅、光电倍增管(滨松R1187)。
4:实验流程与操作步骤
激光输出通过直接传输或外部脉冲压缩阶段导入fsEC。压缩脉冲特性通过频率分辨光学门控(FROG)表征。腔体采用Pound-Drever-Hall(PDH)锁定电子系统锁定,通过在腔体焦点引入稀有气体驱动高次谐波产生过程。
5:数据分析方法
使用光电倍增管测量输出耦合谐波功率,谐波光谱分析未对衍射光栅效率、荧光产额或气体再吸收的波长依赖性进行校正。
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