[实用新型]一种产生高次谐波超连续谱的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及极紫外-软X射线超连续谱的产生，特别是基于激光与气体相互作用而产生的高次谐波超连续谱，具体涉及一种产生高次谐波超连续谱的装置。 

背景技术

高次谐波超连续谱主要用于超短阿秒脉冲的产生，以及材料的极紫外-软X射线的探测。目前，产生高次谐波超连续谱的方法主要有两类，一类是利用周期量级的超短飞秒激光脉冲与气体相互作用产生，所涉及的周期量级的超短飞秒激光脉冲仅有数个飞秒（只包含一两个光周期），这种超短脉冲极难产生且性能不稳；另一类是利用双色激光场或双脉冲时间门来实现高次谐波超连续谱的产生，这种方法涉及双路或多路激光的光场叠加和延时调谐，无论是方案还是操作都比较复杂。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种产生高次谐波超连续谱的装置，该产生高次谐波超连续谱的装置无需周期量级的单路激光便可驱动惰性气体产生高次谐波超连续谱。 

本实用新型的技术解决方案如下： 

一种产生高次谐波超连续谱的装置，包括飞秒激光器、光参量放大器、汇聚透镜、真空腔体、入射窗口、气体盒、极紫外光谱仪和极紫外摄像头，所述入射窗口设置于真空腔体的入口，所述气体盒、极紫外光谱仪和极紫外摄像头均设置于真空腔体内，所述气体盒内有惰性气体； 

所述的飞秒激光器用于产生波长为800nm，脉宽为飞秒级的飞秒激光；所述的光参量放大器用于将所述飞秒激光转换成波长为1.6～2.2μm的可调谐的具备宽带双峰结构的红外激光； 

飞秒激光器发射的激光束，经光参量放大器转换为波长可调谐的红外激光，所述红外激光经过汇聚透镜聚焦，之后透过入射窗口后与置于真空腔体内的气体盒内的惰性气体进行相互作用，产生高次谐波超连续谱； 

所述极紫外光谱仪用于解析和分辨高次谐波超连续谱；所述极紫外摄像头用于拍摄和显示高次谐波超连续谱。 

本实用新型的进一步设置在于，所述气体盒由薄壁钢管构成，所述薄壁钢管一端密封，另一端接进气装置；经所述汇聚透镜聚焦后的聚焦激光可击穿所述薄壁钢管，与薄壁钢管内的惰性气体进行相互作用。 

本实用新型另辟蹊径，利用具有双峰光谱结构的单路激光（其效果相当于双色场叠加，但无需光路叠加），无需周期量级，即可驱动惰性气体产生高次谐波超连续谱，并通过驱动激光啁啾量的调谐来优化高次谐波超连续谱的输出。具体实现时，红外激光的宽带双峰光谱结构是通过光参量放大器内的功能晶体的失谐调节来实现，红外激光的啁啾量优化是通过飞秒激光器内的延时光栅的位置调节来实现。与现有技术相比，本实用新型所述的装置和方法都更加简单。这种高次谐波超连续谱辐射可用于超短阿秒脉冲的产生，以及材料的极紫外波段动力学研究等领域，应用广泛。 

附图说明

图1为本实用新型的装置示意图； 

图2为本实用新型的波长转换示意图； 

图3为本实用新型的调控原理示意图。 

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。 

如图1所示，本实用新型提供了一种产生高次谐波超连续谱的装置，包括飞秒激光器1、光参量放大器2、汇聚透镜3、真空腔体4、入射窗口5、气体盒6、极紫外光谱仪7和极紫外摄像头8；所述入射窗口5设置于真空腔体4的入口，所述气体盒6、极紫外光谱仪7和极紫外摄像头8均设置于真空腔体4内，所述气体盒6内有惰性气体。 

所述飞秒激光器1用于产生波长800nm、脉宽几十飞秒的超短激光脉冲；所述光参量放大器2（英文名：OpticalParametricAmplifier，缩写：OPA）通过光参量产生放大原理将800nm飞秒激光转换成1.6～2.2μm可调谐的具备宽带双峰结构（光谱越宽越好，并出现两个光谱峰）的红外激光，该红外激光经过汇聚透镜3和透过入射窗口5后与置于真空腔体4的气体盒6内的惰性气体进行相互作用，从而产生高次谐波超连续谱；所述的气体盒6由薄壁钢管构成（钢管一端密封，另一端接进气装置，聚焦激光可击穿薄壁钢壁与薄壁钢管钢管内的惰性气体进行相互作用）；所述的极紫外光谱仪7用于解析和分辨高次谐波超连续谱；所述的极紫外摄像头8用于拍摄和显示高次谐波超连续谱。