[发明专利]一种测量激光强度的方法

说明书

本发明公开了一种测量激光强度的方法，包括：利用相对相位变化的正交双色激光场作用于原子，测量一系列电离得到的光电子动量谱，偏振沿平行方向的高强度激光电离原子基态的电子波包，偏振沿垂直方向的倍频弱激光场调制电子波包随后的运动；利用偏振沿平行方向的高强度激光单独作用于原子，测量电离得到的光电子动量谱；分析测量到的一系列动量谱，得到双色场下光电子全息干涉结构相对于单色场下干涉结构的变化幅值；找到该幅值的极小值对应的激光偏振方向动量，通过与激光强度对幅值极小值位置的依赖关系作对比，校准激光强度。本发明依赖于光电子干涉技术的激光有效强度测量方法，在光电子全息干涉的应用方面以及激光强度的测量上有重要的价值。

技术领域

本发明属于超快光学与强场激光领域，更具体地，涉及一种利用光电子干涉技术进行激光有效强度测量的方法。

背景技术

在超快、强场光学中，激光的有效强度是研究分析中的重要参数。比如，当理论计算结果与实验结果作比较时，激光强度如果不一致往往会影响分析，从而得出错误的结论。在激光强度测量中，精确度和适用范围是很重要的指标。因此，在以往许多研究中，存在各种测量激光有效强度的方法并且不断优化测量方法和测量过程。然而，目前所提出的测量激光强度的方法都有一定的局限性，精确地测量激光有效强度依然是一项具有挑战性的任务。

传统测量方法是通过测量激光脉冲的能量及时间空间分布等一些激光本身的参数来估算激光强度，这种方法通常有50％左右的误差。在超快强场电离中，传统测量方法的误差较大，不利于更进一步开展工作。为了更好地研究电离过程，提出了许多依赖于强场现象的激光测量方法。例如，通过观察光电子能量谱中2Up或10Up截止(Up是激光场的有质动力能)的位置来估算激光强度。在实验中，截止位置通常比较模糊，并且在多光子区域，截止位置是不存在的。随后另一种依赖于AC斯塔克效应的激光强度测量方法被提出。该方法通过观察域上电离峰的偏离量来校准激光强度。这种方法依赖于电离的共振机制，因此激光强度的校准仅在某一些激光参数范围适用。更多的激光强度测量方法是通过实验结果和理论计算比较来进行激光强度校准。比如原子、分子在线偏振光中电离，通过比较理论与实验结果的电离率大小确定激光强度；原子、分子在圆偏振光或者椭圆偏振光中电离，通过比较得到的横向动量分布，或者动量分布的中心位置进行激光强度校准。这类激光强度校准方法通常依赖于我们所选取的理论模型，如绝热理论、非绝热理论等等。因而，精确测量激光强度是超快光学与强场激光领域重要的一部分，许多研究工作都对这一部分展开了重要讨论，并提出了很多测量方法。具有更高精确度，更普遍的适用范围的激光强度测量方法一直在被探索。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种测量激光强度的方法，由此解决现有激光强度测量方法在精确度及适用范围存在一定局限性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种测量激光强度的方法，包括：

利用相对相位变化的正交双色激光场作用于原子，获取所述原子的第一二维光电子动量谱，所述正交激光场包括偏振沿平行方向的第一激光脉冲和偏振沿垂直方向的第二激光脉冲，所述第一激光脉冲的强度大于所述第二激光脉冲的强度；

用所述第一激光脉冲作用于所述原子，获取所述原子的第二二维光电子动量谱；

分析所述第一二维光电子动量谱及所述第二二维光电子动量谱，得到在正交双色激光场下的光电子全息干涉结构相对于在所述第一激光脉冲下的单色场光电子全息干涉结构的变化幅值；

找到所述幅值的极小值对应的激光偏振方向动量，通过与激光强度对幅值极小值位置的依赖关系作对比，得到激光强度。

优选地，所述分析所述第一二维光电子动量谱及所述第二二维光电子动量谱，得到在正交双色激光场下的光电子全息干涉结构相对于在所述第一激光脉冲下的单色场光电子全息干涉结构的变化幅值，包括：