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高峰值功率皮秒深紫外光源研究获进展
材料来源:上光所          

近日,中国科学院上海光机所高功率激光物理联合实验室在高峰值功率皮秒深紫外激光光源研究方面取得新进展,相关研究成果以High-peak-power picosecond deep-UV laser sources为题发表于Optics Express。

图1 近二十年ns、ps和fs时间尺度下(a) 260和(b) 200nm波段重频深紫外激光源输出峰值功率

深紫外激光源在激光物理、工业制造、光谱学以及生物医学等众多领域有着广泛应用。如在非线性光学领域,深紫外脉冲可以产生强非线性展宽、多光子电离、光化学分解等丰富的物理机制。在光谱学方面,深紫外激光器是环境监测、测量的重要工具之一。然而,目前深紫外激光光源的产生一直面临着高效、高峰值功率等方面的挑战。

图2 (a)实验示意图,(b)光谱测量,(c)深紫外脉宽测量

图3 (a)-(c)转换效率随入射能量的变化曲线。(d)-(h)近场光斑。(g)-(i)远场光斑。

在这项工作中,研究人员基于1 μm波段激光的高效四次谐波和五次谐波产生,同时展示了260和210 nm两个波段的高峰值功率皮秒深紫外激光源。在263.2和210.5 nm均实现了超过GW水平的峰值功率输出,峰值功率最高分别达到2.13 GW和1.38 GW,转换效率分别达到42.9%和28.8%。同时,基于这一深紫外光源,研究人员还系统地表征了典型双折射和非线性硼酸盐晶体(包括α-BBO、β-BBO、LBO和CLBO)的深紫外光学性质。实验结果从三方面分别代表了目前ps重频深紫激光最高输出峰值功率、最高转换效率、及最综合的硼酸盐晶体深紫外光学特性表征。本项工作将有助于进一步实现超高峰值功率深紫外及真空紫外激光光源的产生,并在科学和工业领域中发挥关键应用。

相关工作得到了国家自然科学基金、中科院青年创新促进会、中科院先导专项课题等项目的支持。

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