中科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大能量中紅外飛秒渦旋激光研究方麵取得新進展。研究人員提出了利用空間相位調製、結合光學參量啁啾脈衝(chong) 放大技術產(chan) 生超強超短渦旋激光的方法，並在國際上首次實現中紅外波段的大能量飛秒渦旋激光輸出。相關(guan) 研究成果近日在線發表於(yu) 《光子學研究》，並被遴選為(wei) 當期編輯推薦文章。

與(yu) 高斯光束相比，渦旋光攜帶軌道角動量，在量子信息、光捕獲和操縱、超分辨率顯微等前沿研究領域具有廣泛應用價(jia) 值，尤其是中紅外高峰值功率的渦旋激光在驅動高次諧波產(chan) 生具有軌道角動量的相幹X射線方麵具有重大應用前景，但利用傳(chuan) 統方法難以直接產(chan) 生高峰值功率的中紅外渦旋激光。

為(wei) 此，研究人員利用非線性頻率變換的方法獲得了中紅外4微米波段的高性能種子源，通過特殊設計的相位調控元件獲得渦旋種子激光，經過高增益光學參量放大和精密色散控製後，獲得了脈衝(chong) 能量達10毫焦、脈衝(chong) 寬度為(wei) 百飛秒量級的中紅外渦旋激光。並進一步驗證了輸出激光的拓撲荷數，證實了該方法對於(yu) 渦旋特性的高保真度。

研究人員表示，這種高能量中紅外飛秒渦旋激光為(wei) 強場物理領域提供了一種新工具，並有望進一步擴展到其他波長或者更高峰值功率的渦旋光激光係統，實現相對論強度的渦旋激光，從(cong) 而極大地推動相關(guan) 前沿領域的發展。