產品 求購 供應 文章 問題

0431-81702023
光學工程
等離子體強光調制器

強激光與物質相互作用表現出的效應十分依賴于激光場的時空特性,調節強激光脈沖的時空特性可以在很大程度上操控強激光與物質間的相互作用,這對于光學調控在很多方面的應用極為重要。

通常,當激光光強超過一定值時,普通物質會在光場作用下發生電離形成等離子體。這時強激光與物質間的相互作用就變成了激光與等離子體的作用。由于等離子體沒有激光損傷閾值,且可以通過塑造使其形成一定的時空密度結構,因而可將其作為一種新型的光學介質,用于對強激光進行調控。

目前人們已經提出或者利用等離子體反射鏡、等離子體光柵、等離子體透鏡、等離子體通道、等離子體拉曼放大器等來操控強激光脈沖,但這些都難以用來實現對強激光頻譜的深度調制。

上海交通大學激光等離子體教育部重點實驗室/IFSA協同創新中心的於陸勒、盛政明等人提出了一種基于等離子體介質的超快全光調制器。它不但能夠快速地調制強光的頻譜和時空特性,而且頻譜調制范圍也得到了極大擴充。該工作近期發表在Nature Communications [7, 11893 (2016)]上。

圖1等離子體強光調制器示意圖

該調制器的設計方案如圖所示,先用一束具有弱相對論光強的超短飛秒激光脈沖在亞毫米尺度的稀薄氣體中激發起一種電子等離子體波(類似于船在水中航行時留下的尾跡)。該等離子體波跟隨激光脈沖以接近真空中光速的相速度傳播,其特征振蕩頻率在THz量級。當另外一束有一定時間延遲的、同向傳播的皮秒信號脈沖傳輸到等離子體波區域時,它的振幅和頻率能夠同時快速地被等離子體波所調制,由此產生具有較大頻譜帶寬的脈沖列,其低頻部分甚至能延伸至中紅外波段。這種等離子體調制器能夠承受的激光脈沖強度可比傳統的弱光調制器的光強閾值高十幾個數量級,而調制速度與之相比可快1-2個數量級。

由于實現這一方案所需的激光條件已經可以通過商品化激光器獲得,因此該等離子體調制器有望成為一種新型的等離子體光子器件,在強THz輻射產生、超亮X射線產生和激光聚變領域獲得應用。


版權信息:長春市金龍光電科技有限責任公司 | 聯系電話:0431-81702023 | 網站備案號:吉ICP備07002350號-1 | EMAIL:[email protected]
35选7中奖号码