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蓝宝石飞秒激光在氩气中以1千赫兹为频率反复激发形成灯丝
发布时间:2022-09-15 21:26:17 阅读:226

来源:Compuscript Ltd; 电子科技大学太赫兹科学技术研究中心 尹浩玮 编译

输出的太赫兹脉冲能量的变化是(a)在不同气体中的泵浦激光能量和(b)在氩气中的α-BBO倾斜角度的函数。(b)的上轴显示了由β-BBO的倾斜角度引起的双色激光束之间的时间延迟。资料来源:OEA

    一份来自《光电子进展》的新出版物研究了在气体介质中以1kHz产生的超过20微焦的太赫兹激光脉冲。

    太赫兹(THz)科学和技术在过去的20年里受到了来自世界各地科学研究人员的广泛关注,因为它在安全成像、医疗诊断、军事、无线通信和天文学方面具有广阔的应用前景。然而,开发高功率宽带太赫兹辐射源在上述领域一直是一项具有挑战性的任务。

    在各种太赫兹辐射源中,基于飞秒激光灯丝的太赫兹辐射源具有宽带(~200太赫兹)、高振幅(100 MV/cm)和无损伤阈值限制的优点。此外,基于飞秒激光灯丝的太赫兹产生方法将太赫兹波限制在灯丝内,这可以消除太赫兹波在大气中传播时的衍射和吸收,使太赫兹波的远程传输成为可能。

    南开大学刘伟伟教授领导的研究小组利用单脉冲能量为6毫焦的飞秒激光,通过β-BBO晶体对基底激光进行倍频输出产生了双色激光灯丝。双色激光束通过倾斜的α-BBO晶体实现了完美的空间-时间重叠。同时,一个双波长板可以使双色激光束具有相同的偏振。从氩气中的激光灯丝产生的太赫兹脉冲的能量可以达到21μJ,相应的太赫兹转换效率达到0.35%。

    在这项工作中,通过实验研究了环境气体种类双色激光灯丝化的太赫兹生成效率的影响。实验结果表明,太赫兹辐射的最高转换效率是在氩气中实现的。还研究了α-BBO的倾斜角度与氩气中产生的太赫兹功率之间的关系。具有最佳倾斜角度和预先设计厚度的α-BBO可以同时补偿双色激光束的时间延迟和空间走偏,对提高太赫兹波的产生效率起到了关键作用。该研究工作在双色飞秒激光光纤化产生的太赫兹波的能量转换效率方面取得了突破,对研究高强度太赫兹源和探索强太赫兹光束与材料的相互作用具有重要意义。

 
 

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