飛秒激光驅(qū)動(dòng)惰性氣體產(chǎn)生高次諧波的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著飛秒激光技術(shù)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(jìn)入了強(qiáng)場(chǎng)物理領(lǐng)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(gè)具有重要意義的現(xiàn)象。現(xiàn)在為了了解原子的細(xì)微物理結(jié)構(gòu)以及對(duì)超快物理過程的探測(cè)急切的需要具有阿秒量級(jí)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(shù)、超高速半導(dǎo)體設(shè)備檢測(cè)以及化學(xué)反應(yīng)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(duì)高次諧波的主

2、要基本理論進(jìn)行了介紹，著重于高次諧波實(shí)驗(yàn)方面的研究。
　　 介紹了所用的各種實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)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(shù)。介紹了診斷腔中的光路設(shè)計(jì)以及平場(chǎng)光柵光譜儀的定標(biāo)方法，有效的實(shí)現(xiàn)了諧波的探測(cè)以及諧波譜的解譜。利用建立的高次諧波實(shí)驗(yàn)平臺(tái)探測(cè)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(duì)諧波產(chǎn)生的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，驅(qū)動(dòng)激光的聚焦位置會(huì)對(duì)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(dǎo)效應(yīng)。氣壓對(duì)諧波譜的影響方面，隨著氣壓的升高，諧波強(qiáng)度會(huì)隨之上升，而到達(dá)某個(gè)最佳氣壓后，諧波強(qiáng)度會(huì)隨著氣壓的繼續(xù)升高而下降。在這個(gè)過程中，不同級(jí)次的諧波對(duì)應(yīng)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(qiáng)度升高的同時(shí)也會(huì)對(duì)相位匹配產(chǎn)生顯著的影響，當(dāng)氣壓的升高造成的諧波強(qiáng)度的增益與引起的相位失配造成的諧波強(qiáng)度的下降抵消，此時(shí)的氣壓就是最佳氣壓，同時(shí)不同級(jí)次的諧波的相位匹配條件不同，這也解釋了為什么不同級(jí)次的諧波對(duì)應(yīng)不同的最佳