近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室在近紅外超強超短脈沖非線性壓縮方面取得新進展。研究團隊利用單級充氣空芯光纖展寬光譜并采用寬帶啁啾鏡補償色散壓縮脈沖，產(chǎn)生了周期量級近紅外超強超短脈沖。相關(guān)研究成果以“1 μm few-cycle pulse generation in a single-stage gas-filled hollow core fiber”為題發(fā)表于《光學與激光技術(shù)》（Optics and laser technology）。
近紅外周期量級超強超短激光在超快科學與強場物理領(lǐng)域有著廣泛的應用前景，包括驅(qū)動高次諧波及太赫茲輻射、探索分子中的飛秒電子動力學以及材料加工等。目前，充氣空芯光纖技術(shù)，由于其裝置簡單、光譜展寬量大、光束質(zhì)量好、波長適應性廣等優(yōu)勢，已被廣泛用于產(chǎn)生高能周期量級脈沖。
在該研究中，研究人員將1μm的飛秒激光注入到充滿惰性氣體的空心光纖內(nèi)，在保證輸出效率的情況下調(diào)節(jié)氣壓，利用自相位調(diào)制光譜展寬原理，實現(xiàn)了近紅外超連續(xù)譜的輸出，并通過寬帶啁啾鏡對輸出脈沖進行精準色散補償，獲得0.92mJ、7.7fs（約2.3個光周期）的周期量級近紅外超強超短脈沖。該方案可以用來產(chǎn)生更高能量、更高平均功率和更短脈沖寬度的超強超短激光，為超快科學和強場物理開辟一條新途徑。
相關(guān)工作得到了中國科學院B類先導專項、國家自然科學基金委等的項目支持。
圖1 實驗裝置圖
圖2 壓縮脈沖的(a)時域和(b)光譜
圖3 (a)輸出脈沖的光譜穩(wěn)定性; (b)輸入脈沖和輸出脈沖的能量穩(wěn)定性；輸出脈沖的(c)近場光斑和(d)遠場光斑。
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