利用自研阿秒条纹相机测得159as孤立阿秒脉冲
发布时间：2021-02-06 05:28
为了精确地测量阿秒脉冲的特性,自主研制了一套具有高能量分辨率的阿秒条纹相机,该相机采用了电子飞行距离长达2 m的磁瓶式结构电子飞行时间谱仪,可在提高能量分辨率的同时具有较高的光电子收集效率;在该设备的光路系统中实现了NIR飞秒脉冲与XUV阿秒脉冲延时扫描的稳定精度<20 as（均方根）。实验中采用双光选通门技术整形飞秒脉冲的光电场,在氖气池中产生了孤立阿秒脉冲。利用上述阿秒条纹相机测量该脉冲,获得了阿秒光电子条纹谱,通过基于单频滤波的相位重构算法得到159 as的孤立阿秒脉冲。
【文章来源】：中国激光. 2020,47(04)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
阿秒脉冲条纹谱图
图2 阿秒脉冲条纹谱图综上,本文将CEP稳定的钛宝石飞秒放大激光作为阿秒驱动光源,建立了阿秒脉冲产生与测量实验系统。采用双光选通门技术整形飞秒脉冲的光电场,实现了孤立阿秒脉冲的选通。本实验室自主研制了用于阿秒脉冲测量的高能谱分辨率阿秒条纹相机,其核心部件为电子飞行距离长达2 m的磁瓶式飞行时间谱仪,理论上该谱仪在100 eV处的光电子能谱分辨率小于0.1 eV。本文采用锁定辅助532 nm激光干涉条纹的方法,使得阿秒条纹相机中NIR飞秒脉冲与XUV阿秒脉冲延时扫描的稳定精度<20 as(均方根)。利用这套阿秒条纹相机测量了氖气中产生的阿秒脉冲,根据所获得的阿秒光电子条纹谱,通过反演重构算法得到了159 as的孤立阿秒脉冲。进一步优化阿秒脉冲产生过程的参数,有望获得更窄脉宽的孤立阿秒脉冲。
阿秒条纹相机光路部分包括了上述XUV阿秒脉冲产生光路(探测光)和同步的NIR飞秒脉冲(泵浦光)。其中,XUV阿秒脉冲经掠入射的双曲面镜M1反射后穿过带孔的反射镜M2,并聚焦在第二个惰性气体靶上。该气体靶是注入氖气的气体喷嘴GJ,XUV阿秒脉冲将使氖气最外层电子电离出光电子,喷嘴内气压为1.9×104 Pa。同时,另一路NIR飞秒脉冲经过精密控制同步的光延迟线,由透镜L2聚焦,再经M2反射到氖气靶上。最终,XUV阿秒脉冲和NIR飞秒脉冲在氖气靶上实现空间和时间上的重合。此外,本文采用锁定辅助532 nm激光干涉条纹的方法来实现两光束的同步锁定和延时扫描,使得同步稳定精度<20 as(均方根)。阿秒条纹相机的光电子探测部分是本实验自研的一套飞行时间谱仪,采用了磁瓶式结构,能够有效收集更多的光电子。阿秒条纹相机的结构如图1所示,一个锥形的永磁体用于提高锥尖处的磁场强度(磁感应强度为0.8 T),XUV阿秒脉冲作用在气体靶上产生光电子,这些光电子将在强磁场的偏转作用下进入飞行管,其飞行距离为2 m。飞行管上的通电线圈可产生约8 mT的弱磁场,使电子运动到达微通道板MCP。为屏蔽地磁场的影响,在电子飞行管外加上了隔磁合金材料屏蔽层。将飞行时间谱仪设计成压差式结构,光电子产生腔室的真空度较低(10-3 Pa),而电子飞行管内的真空度为10-5 Pa。实验中,光电子采集系统主要由MCP和时间数字转换器TDC组成,其时间分辨率为150 ps,因此飞行时间谱仪在100 eV处的理论光电子能谱分辨率小于0.1 eV。
【参考文献】：
期刊论文
[1]共振增强单色高次谐波产生[J]. 汪丽,薛金星,曾志男,李儒新,徐志展. 中国激光. 2019(10)
[2]采用多喷嘴阵列产生高亮度高次谐波[J]. 张路遥,戴晔,郑颖辉,曾志男,李儒新. 中国激光. 2017(10)
本文编号：3020231
【文章来源】：中国激光. 2020,47(04)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
阿秒脉冲条纹谱图
图2 阿秒脉冲条纹谱图综上,本文将CEP稳定的钛宝石飞秒放大激光作为阿秒驱动光源,建立了阿秒脉冲产生与测量实验系统。采用双光选通门技术整形飞秒脉冲的光电场,实现了孤立阿秒脉冲的选通。本实验室自主研制了用于阿秒脉冲测量的高能谱分辨率阿秒条纹相机,其核心部件为电子飞行距离长达2 m的磁瓶式飞行时间谱仪,理论上该谱仪在100 eV处的光电子能谱分辨率小于0.1 eV。本文采用锁定辅助532 nm激光干涉条纹的方法,使得阿秒条纹相机中NIR飞秒脉冲与XUV阿秒脉冲延时扫描的稳定精度<20 as(均方根)。利用这套阿秒条纹相机测量了氖气中产生的阿秒脉冲,根据所获得的阿秒光电子条纹谱,通过反演重构算法得到了159 as的孤立阿秒脉冲。进一步优化阿秒脉冲产生过程的参数,有望获得更窄脉宽的孤立阿秒脉冲。
阿秒条纹相机光路部分包括了上述XUV阿秒脉冲产生光路(探测光)和同步的NIR飞秒脉冲(泵浦光)。其中,XUV阿秒脉冲经掠入射的双曲面镜M1反射后穿过带孔的反射镜M2,并聚焦在第二个惰性气体靶上。该气体靶是注入氖气的气体喷嘴GJ,XUV阿秒脉冲将使氖气最外层电子电离出光电子,喷嘴内气压为1.9×104 Pa。同时,另一路NIR飞秒脉冲经过精密控制同步的光延迟线,由透镜L2聚焦,再经M2反射到氖气靶上。最终,XUV阿秒脉冲和NIR飞秒脉冲在氖气靶上实现空间和时间上的重合。此外,本文采用锁定辅助532 nm激光干涉条纹的方法来实现两光束的同步锁定和延时扫描,使得同步稳定精度<20 as(均方根)。阿秒条纹相机的光电子探测部分是本实验自研的一套飞行时间谱仪,采用了磁瓶式结构,能够有效收集更多的光电子。阿秒条纹相机的结构如图1所示,一个锥形的永磁体用于提高锥尖处的磁场强度(磁感应强度为0.8 T),XUV阿秒脉冲作用在气体靶上产生光电子,这些光电子将在强磁场的偏转作用下进入飞行管,其飞行距离为2 m。飞行管上的通电线圈可产生约8 mT的弱磁场,使电子运动到达微通道板MCP。为屏蔽地磁场的影响,在电子飞行管外加上了隔磁合金材料屏蔽层。将飞行时间谱仪设计成压差式结构,光电子产生腔室的真空度较低(10-3 Pa),而电子飞行管内的真空度为10-5 Pa。实验中,光电子采集系统主要由MCP和时间数字转换器TDC组成,其时间分辨率为150 ps,因此飞行时间谱仪在100 eV处的理论光电子能谱分辨率小于0.1 eV。
【参考文献】：
期刊论文
[1]共振增强单色高次谐波产生[J]. 汪丽,薛金星,曾志男,李儒新,徐志展. 中国激光. 2019(10)
[2]采用多喷嘴阵列产生高亮度高次谐波[J]. 张路遥,戴晔,郑颖辉,曾志男,李儒新. 中国激光. 2017(10)
本文编号：3020231
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