近期,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队,针对高重频飞秒激光气体成丝自抖动的瓶颈问题,提出了一种显著提升高重频飞秒光丝及超连续谱(SC)白光光源指向稳定性的方法,有效抑制了空气光丝诱导产生超连续谱白光激光的强度和光束指向抖动
在这项研究中,研究人员利用高重频飞秒激光在空气中成丝产生大能量超连续白光光源,创新性地在光丝上加载外部高压直流电场,从根源上解决了光丝的热致抖动问题,其原理为通过外加电场抑制等离子体复合并使其寿命延长,从而在下一激光脉冲到来之际减少因等离子体复合造成的热量沉积,从而成功降低了由热扩散造成的气流扰度强度。此外,光丝诱导电晕放电产生的稳定离子风也可有效克服光丝自扰动气流,实验结果表明在外电场作用下高重频(1kHz)光丝及前向超连续白光的空间指向稳定性可提升至少2倍,与此同时,白光激光光谱强度的稳定性也得到显著提升,研究人员利用1 kHz/6.54 mJ飞秒激光脉冲在空气中成丝,成功得到了3.55 mJ稳定的超连续谱白光光源。该工作有效解决了目前高重频飞秒激光气体成丝的指向和强度抖动的国际难题,不仅为空气中产生高重频稳定大能量超连续白光光源开辟了道路,也为基于高重频光丝的二次辐射源、成像和材料微加工等其他应用拓展了新机遇。
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