近日，西安光機所阿秒科學與技術研究中心在超短激光脈沖光場測量研究方面取得重要進展。研究團隊創新性提出基于微擾的三階非線性過程全光采樣方法，該方法的可測量脈沖脈寬短至亞周期，波段覆蓋深紫外到遠紅外，具有系統結構簡易穩定、數據處理簡單等優點。相關兩項研究成果相繼發表在Optics Letters。論文第一作者為特別研究助理黃沛和博士生袁浩，通訊作者為曹華保研究員、付玉喜研究員。
超短激光脈沖作為探索物質微觀世界以及產生阿秒脈沖的重要工具，其完整的電場波形診斷尤為重要。目前普遍采用的表征技術廣義上可分為頻域測量、時域測量兩類。在頻域，具體有頻率分辨光學門控（FROG）、光譜相位干涉法 （SPIDER）和色散掃描（D－SCAN）等主要方法，通過測量非線性過程產生的光譜信息來間接獲取超短脈沖脈寬及相位。此類方法因裝置簡單易于搭建而被廣泛采用，但通常需要復雜的反演迭代算法，并且難以獲得光電場信息，而且受限于相位匹配機制，比較難以應用于倍頻程以上的激光脈沖測量。 而基于時域采樣的測量方法通常不受嚴格的相位匹配限制，并且對電場波形很敏感，可用于直接測量光電場，近年來發展勢頭較好。研究團隊提出基于微擾三階非線性過程的全光采樣方法是一種基于時域采樣的測量方法，在實驗中分別應用瞬態光柵效應（TGP）和空氣三倍頻效應（Air－THG），準確的測量了鈦寶石激光器輸出多周期脈沖（750－850nm，25fs）、基于充氣空心光纖后壓縮技術（600－1000nm，7．2fs）和雙啁啾光參量放大系統（1300－2200nm，15fs）產生的少周期脈沖，實現了覆蓋可見、近紅外到中紅外波段的超短脈沖測量，可以滿足不同波段超短脈沖測量的需求。
圖1實驗裝置示意圖
圖2可見波段周期量級脈沖測量結果
圖3中紅外波段周期量級脈沖測量結果
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