上海光機(jī)所在偏振調(diào)控飛秒激光空氣成絲超連續(xù)光譜研究方面取得新進(jìn)展
近期,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在偏振調(diào)控飛秒激光空氣成絲誘導(dǎo)超連續(xù)光譜的研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《光學(xué)快報》(Optics Letters)。 相干超連續(xù)譜是超快強(qiáng)激光脈沖在介質(zhì)中非線性傳輸時出現(xiàn)的光學(xué)現(xiàn)象,相干超連續(xù)譜光源在超短脈沖激光產(chǎn)生和壓縮、超高精度光學(xué)時頻計量、超快激光光譜和成像等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。與基于體材料和光子晶體光纖產(chǎn)生超連續(xù)譜方法相比較,基于超快強(qiáng)激光氣體成絲的方法具有不受材料損傷閾值限制的顯著優(yōu)勢。通過調(diào)控入射激光的偏振態(tài)可以影響超連續(xù)譜的產(chǎn)生,但是,已有的實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果和機(jī)制分析仍存在分歧。 在本工作中,研究人員通過調(diào)節(jié)四分之一波片來改變?nèi)肷浼す獾钠駪B(tài),精確測量了不同偏振態(tài)下空氣中光絲產(chǎn)生的超連續(xù)譜的強(qiáng)度和展寬程度。研究發(fā)現(xiàn),由于圓偏光產(chǎn)生的光絲內(nèi)部強(qiáng)度強(qiáng)于線偏光,使得激光偏振態(tài)從線偏振經(jīng)橢圓偏振到圓偏振的過程中,超連續(xù)譜的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。同時,由于空氣中線偏振激光的三階非線性系數(shù)及產(chǎn)生的等離子體密度要高于圓偏振激光,使得線偏光同時具有更強(qiáng)的三階非線性自相位調(diào)制作用和等離子誘導(dǎo)的相位調(diào)制作用,因此,實(shí)驗(yàn)上觀察到了超連續(xù)譜的展寬程度隨橢偏率的增加而逐漸減弱;谇蠼夥蔷性薛定諤方程得到的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。該項(xiàng)研究成果澄清了該領(lǐng)域存在的分歧,對深入理解空氣中飛秒激光成絲誘導(dǎo)超連續(xù)譜的產(chǎn)生及調(diào)控方面都有重要作用。 圖1.(a)不同激光偏振態(tài)下空氣中光絲超連續(xù)譜光譜圖;(b)成絲后光譜強(qiáng)度積分隨偏振角度的變化趨勢;(c)超連續(xù)譜展寬短波部分截止波長 λmin隨偏振角度的變化趨勢 |