研究目的
研究氮气分子气体和大气中气体压力变化对高次谐波产生的影响，确定最大化高次谐波产额的最佳压力，并利用理论模型解释其机制。
研究成果
在氮气和大气中实现高次谐波（HHG）产率最大化的最佳压力约为0.33巴，此时达到相位匹配，从而增强输出并扩展至更高谐波阶数。理论模型与实验结果吻合良好，其中分布式源模型的表现略优。本研究强调了相位匹配对高效极紫外（XUV）光产生的重要性，该发现可应用于光谱学和成像领域。
研究不足
高次谐波产生的转换效率较低（每个谐波为10^-7至10^-5）。限制因素包括频率色散导致的相位失配、介质吸收以及几何相位偏移（古依相位）。理论与实验结果之间的差异可能源于光学元件缺陷和激光光束发散。
1：实验设计与方法选择：
该实验采用钛宝石激光系统，在差分抽气气体腔中产生高次谐波。实验设计包含一个置于差分抽气腔内的气体射流，通过控制压力实现精确调节。运用理论模型（分段源模型和分布式源模型）分析相位匹配与吸收效应。
2：样本选择与数据来源：
选用氮气(N2)和大气作为气态介质。选择依据是其与高次谐波研究的关联性，其中大气约含78%的氮气。
3：实验设备与材料清单：
钛宝石激光系统(800纳米波长，50飞秒脉宽，单脉冲能量最高1毫焦，重复频率1千赫兹)、40厘米焦距透镜、由1毫米直径镍管构成的气体射流、带进出气孔的差分抽气腔、粗抽泵(Oerlikon SC 30D)、XUV光谱仪(McPherson 248/310 G，配备133.6线/毫米光栅)、微通道板(MCP)、荧光屏、电荷耦合器件(CCD)相机。
4：6线/毫米光栅)、微通道板(MCP)、荧光屏、电荷耦合器件(CCD)相机。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过透镜将激光束聚焦至气体射流，在相互作用区域(R2)产生高次谐波。调节气体压力并使用XUV光谱仪测量高次谐波光谱，启用差分抽气以实现高压环境并减少再吸收。
5：数据分析方法：
测量高次谐波产额随压力的变化关系。采用一维理论模型(公式1和3)进行计算并与实验数据对比，涉及相干长度、吸收长度及相位失配的计算。
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获取完整内容-
XUV spectrometer
248/310 G
McPherson
Detects and analyzes the high harmonic spectra
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Ti:Sapphire laser system
Generates ultrashort intense laser pulses for high harmonic generation
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Lens
40 cm focal length
Focuses the laser beam into the gas jet
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Gas jet
1 mm diameter nickel tube
Produces the gaseous medium for harmonic generation
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Roughing pump
SC 30D
Oerlikon
Removes gas from the cell to enable differential pumping
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