[发明专利]一种多频超短激光脉冲串的产生方法

说明书

本发明公开了一种多频超短激光脉冲串的产生方法，通过对多路啁啾脉冲分别进行独立拍频，而形成多路分别包括多个微脉冲的超短激光脉冲串，且每一路超短激光脉冲串的微脉冲重复频率均相互独立可调；将多路超短激光脉冲串进行合束后得到包括多路分别包括多个重复频率可调的微脉冲的超短激光脉冲串的多频超短激光脉冲串。本发明提供的技术方案有效解决现有技术存在的问题，且本发明提供的产生方法更加简单。

技术领域

本发明涉及加速器及自由电子激光技术领域，更为具体的说，涉及一种多频超短激光脉冲串的产生方法。

背景技术

太赫兹波段是指频率在0.1THz-10THz的电磁波，由于其具有穿透性、低光子能量、高带宽、谱指纹特性、超快特性等诸多优点和独特优势，对于研究材料科学和物质科学的意义非常重大。

利用太赫兹进行THzpump/THz probe(TPTP)测量对于诸如载流子动力学、磁振子的共振、电子瞬态损耗等特征响应落在太赫兹波段的粒子动态集体行为具有独特的辨识能力，从而对于功能材料特征物性的研究以及深层物理机制的理解十分重要。TPTP测量的基本模式是利用两束同源太赫兹光，其中一束用于超快激发，另一束进行超快探测。以TPTP测量应用于凝聚态物质的非线性THz场诱导载流子动力学研究为例，THz泵浦光可激发掺杂半导体导带电子，而同源的THz探测光则用于探测场诱导载流子的特性。

现有的用于TPTP测量的太赫兹源多为单频太赫兹源，即泵浦光和探测光的频率一致，可调性较差——由于待测量体系的特征响应频率覆盖范围可能很大，单频太赫兹源对TPTP测量的适用范围形成了极大的限制。而如果采用两个独立的太赫兹源实现频率的连续可调，则对两束太赫兹光的同步要求极高，现有技术尚无法实现。可用于TPTP测量的双频太赫兹源亟待开发。

由于太赫兹的主要产生机制包括利用驱动激光脉冲激发产生宽谱源和基于自由电子激光(Free electron laser，简称FEL)的可调谐单频辐射两种，因此，如何输出包括多种频率子脉冲的驱动激光脉冲串成为开发适用于TPTP测量的双频太赫兹源的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多频超短激光脉冲串的产生方法，能够得到包括多个频率可调的超短激光脉冲串的多频超短激光脉冲串，有效解决现有技术存在的问题，本发明提供的产生方法更加简单。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种多频超短激光脉冲串的产生方法，包括：

生成多路啁啾脉冲；

对每一路所述啁啾脉冲分别进行拍频，形成多路分别包括多个微脉冲的超短激光脉冲串；

将多路所述超短激光脉冲串进行合束为多频超短激光脉冲串。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明提供了一种多频超短激光脉冲串的产生方法，通过对多路啁啾脉冲分别进行独立拍频，而形成多路分别包括多个微脉冲的超短激光脉冲串，且每一路超短激光脉冲串的微脉冲重复频率均相互独立可调；将多路超短激光脉冲串进行合束后得到包括多路分别包括多个重复频率可调的微脉冲的超短激光脉冲串的多频超短激光脉冲串。

其中，当对每一路啁啾脉冲分别进行独立拍频的拍频频率相同时，超短激光脉冲串的微脉冲的重复频率也相同，通过调节优化多路啁啾脉冲之间的延时间隔，可实现超短激光脉冲的堆叠效果，使得超短激光脉冲串包括更多的微脉冲。相对于传统的超短激光脉冲串的堆积法，本发明生成超短激光脉冲串的方法步骤简单，同时减少色散效应的影响，降低色散补偿难度；相对于传统的拍频方法，本发明生成超短激光脉冲串的方法又能在展宽量不变的同时，获取较多的微脉冲个数。利用本发明的技术方案产生的多频超短激光脉冲串激发光阴极电子枪可获取更高电荷量和更短束团长度的超短电子脉冲串，因此可以简单高效地产生高相干辐射功率的太赫兹光。