研究目的
利用皮秒脉冲研究激光等离子体中谐波产生过程中的共振诱导效应,并分析不同等离子体介质中高次谐波产生(HHG)的效率。
研究成果
该研究表明,利用皮秒脉冲在激光等离子体中实现高效谐波生成具有潜力,尤其着重于单次谐波的共振增强效应。研究结果表明,含碳等离子体和含纳米粒子等离子体是高次谐波生成的有前景介质,在光谱学和非线性光学领域具有应用价值。
研究不足
该研究受限于两项技术难题:一是制备具有碱金属蒸汽均匀分布的长细胞存在困难,二是在高度电离的等离子体中实现相位匹配颇具挑战。此外,谐波产生的效率还受到激光脉冲强度和持续时间的限制。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用皮秒和飞秒激光脉冲在多种等离子体介质(包括含碳等离子体和含纳米粒子等离子体)中产生谐波。研究方法包括分析共振条件和相位匹配以实现高效谐波生成。
2:样本选择与数据来源:
样本包括含碳材料(石墨、富勒烯、碳纳米管)、金属等离子体(铅、锡、锰)以及含纳米粒子等离子体(氧化铟、锡、氧化锰)。数据通过光谱测量和谐波生成效率收集。
3:实验设备与材料清单:
设备包括被动锁模Nd:YAG激光器、钛宝石激光器、真空单色仪、光电倍增管(PMT)以及多种靶材(石墨、玻璃碳、热解石墨、碳化硼、碳化硅、铅笔芯)。
4:实验步骤与操作流程:
通过激光烧蚀靶材产生等离子体羽流,随后利用探测脉冲生成谐波。通过调节泵浦脉冲与探测脉冲的延迟时间、靶材距离及激光强度来优化谐波生成。
5:数据分析方法:
使用真空单色仪和PMT分析谐波光谱。通过在校准波长下校准检测系统来测量转换效率。
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