基于高次谐波的可调谐相干极紫外光源的研究

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由于高次谐波具有持续时间短、频谱宽、波长可调谐的特点，且频谱覆盖了从紫外到极紫外波段甚至软X射线(0.01~100埃)的频谱范围，因此，高次谐波为我们提供了一种产生宽谱带可调谐相干极紫外光源的有效手段。高次谐波产生过程（HHG）包括两部分：激光场中的单原子响应、激光场与高次谐波在气体介质中的宏观传播效应。在高次谐波相关实验中，我们总是采用稀薄气体为介质，与激光相互作用，故气体介质对激光场的色散和吸收往往可以忽略。通过控制相位匹配条件，可实现高次谐波的频率调谐和振幅调谐。而影响高次谐波效率的因素有很多，除了考虑相位匹配效应，还得考虑气体介质本身的性质。
　　基于此，本文开展了如下研究：
　　（1）提出一种产生波长可连续调谐相干极紫外光源的方法及实验装置。利用800nm的单色强激光场与分子气体N2相互作用，产生高次谐波，再通过调节驱动激光脉冲能量和气压，使其瞬时相位匹配条件发生改变，导致高次谐波发生频移（红移或蓝移），从而实现输出波长的连续调谐。找到输出波长与驱动激光脉冲能量、气压三者之间的关系，通过精确控制驱动激光脉冲能量以及气压的变化量，实现极紫外光源输出波长的精确调谐。
　　（2）实验上探测H2的高次谐波效率，分析激光强度、气体压强对相同气体的高次谐波效率的影响，发现激光强度和气体压强都有一个最佳值（在此条件下可获得最高的谐波效率），激光强度与气压过高，均会导致高次谐波效率降低。
　　（3）实验上探测H2、Ar、Kr的高次谐波效率，定性地分析散射截面、电离能、多电子效应对不同气体的高次谐波效率的影响。比较H2和Ar的谐波效率、H2和Kr的谐波效率、Kr和Ar的谐波效率，发现气体的高次谐波效率除了受相位匹配的影响，还可能与散射截面、多电子效应、电离能有关。

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作者
石文静;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科光学
授予学位硕士
导师姓名李智华,兰鹏飞;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类紫外技术及仪器;
关键词
极紫外光源; 高次谐波; 相位匹配; 激光强度; 气体压强;

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