少周期飛秒驅動源是產(chan) 生極紫外波段孤立阿秒脈衝(chong) 的重要條件，采用常規方案需要經過光譜展寬與(yu) 脈衝(chong) 壓縮兩(liang) 個(ge) 過程，效率低且壓縮元件對大能量脈衝(chong) 的承受能力十分有限。近年來，人們(men) 利用光譜展寬過程中的非線性效應實現色散補償(chang) ，即自壓縮效應，為(wei) 解決(jue) 該問題提供了新思路，不僅(jin) 簡化了脈衝(chong) 壓縮過程，也有利於(yu) 大能量超短脈衝(chong) 的產(chan) 生。然而，自壓縮效應存在複雜的非線性過程，既要展寬脈衝(chong) 光譜，還要滿足脈衝(chong) 傳(chuan) 輸過程中的正負色散匹配，因此對自壓縮效應的控製較為(wei) 困難。尤其是，常用的800nm波段鈦寶石激光由於(yu) 缺乏具有合適負色散的光學材料，通常較難實現自壓縮。

中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心光物理重點實驗室研究員魏誌義(yi) 研究組長期致力於(yu) 少周期激光脈衝(chong) 產(chan) 生的研究，最近該組博士研究生高亦談在副研究員趙昆、研究員魏誌義(yi) 等的指導下，基於(yu) 研究組內(nei) 發展的薄片組光譜展寬技術，利用飛秒鈦寶石放大激光電離產(chan) 生的錐狀輻射效應，通過在空間上精確尋找到色散匹配最佳位置，並配合空間濾波，獲得了少周期飛秒自壓縮脈衝(chong) 。實驗中，科研人員所用鈦寶石激光器的中心波長約800nm，脈寬小於(yu) 40 fs。在該激光脈衝(chong) 注入下，其產(chan) 生了光譜覆蓋從(cong) 650至900nm、脈寬短至8.8 fs的少周期脈衝(chong) ，數值模擬的最短脈寬達5.0 fs。該工作展示出在800nm中心波長附近能穩定產(chan) 生少周期自壓縮脈衝(chong) 的方法，首次實現了在固體(ti) 材料自壓縮中對電離的調控，其在高功率少周期脈衝(chong) 產(chan) 生以及後續的阿秒脈衝(chong) 產(chan) 生方麵存在潛力。此外，由於(yu) 通過空間濾波後的自壓縮脈衝(chong) 光斑為(wei) 環形分布，而環形光斑在高通量高次諧波的產(chan) 生過程中被證明有獨特優(you) 勢，因此可為(wei) 後續極紫外激光的產(chan) 生研究提供穩定可靠的光源。

相關(guan) 研究成果發表在Optics Express上。研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金的支持。

圖1.空間上自壓縮效應的原理圖

圖2.基於(yu) 薄片組自壓縮的實驗裝置示意圖

圖3.精確調控電離強度後的自壓縮模擬結果