本发明专利技术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、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。本发明专利技术利用具有双峰光谱结构的单路激光，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。本发明专利技术还同时提供了一种产生高次谐波超连续谱的方法。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术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、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。本专利技术利用具有双峰光谱结构的单路激光，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。本专利技术还同时提供了一种产生高次谐波超连续谱的方法。【专利说明】
本专利技术涉及极紫外-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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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；本专利技术还同时提供了一种产生高次谐波超连续谱的方法。本专利技术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?2.2 μ m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。本专利技术的进一步设置在于，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。本专利技术还同时提供了一种产生高次谐波超连续谱的方法，包括如下步骤:(I)通过飞秒激光器产生波长为800nm，脉宽为飞秒级的飞秒激光；(2)将所述飞秒激光输入到光参量放大器，通过光参量放大器内的功能晶体的失谐调节来优化光参量放大器输出的红外激光的光谱，使其具备宽带双峰结构；(3)引导所述具备宽带双峰结构的红外激光进入真空腔体，并与惰性气体相互作用，产生高次谐波光谱；(4)开启极紫外摄像头，采集步骤(3)产生的高次谐波光谱图像；(5)根据步骤(4)采集到的高次谐波光谱图像，通过飞秒激光器内的延时光栅的位置调节来优化红外激光的啁啾量，直至输出所需的高次谐波超连续谱。本专利技术另辟蹊径，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，本专利技术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。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的装置示意图；图2为本专利技术的波长转换示意图；图3为本专利技术的调控原理示意图；图4为本专利技术的实验测试结果图；图5为本专利技术的理论模拟结果图。【具体实施方式】下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术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I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:0ptical Parametric Amplifier,缩写:0ΡΑ)通过光参量产生放大原理将800nm飞秒激光转换成1.6?2.2 μ m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。气体盒6输出的高次谐波谱在空间上并没有按照光谱成分展开，经过极紫外光谱仪7后，光谱成分在空间上被分辨出来了，极紫外摄像头8才能拍摄到不同成分的光谱在空间上的展开。就好比太阳光是白色的，只有经过色散棱镜，才能将白光里面的七彩色在空间上分辨出来，这就是光谱仪的功能。极紫外光谱仪7在实验过程中不需要调节，是固化的，只要将光路导入即可，输出即为按光谱成分在空间上展开的空间谱，然后用极紫外摄像头8拍摄显示。采用上述装置产生高次谐波超连续谱的方法，包括如下步骤:(I)通过飞秒激光器I产生波长为800nm，脉宽为飞秒级的飞秒激光；(2)将所述飞秒激光输入到光参量放大器2，通过光参量放大器2内的功能晶体的失谐调节来优化光参量放大器输出的红外激光的光谱，使其具备宽带双峰结构；(3)引导所述具备宽带双峰结构的红外激光进入真空腔体4，并与惰性气体相互作用，产生高次谐波光谱；(4)开启极紫外摄像头8，采集步骤(3)产生的高次谐波光谱图像；(5)根据步骤(4)采集到的高次谐波光谱图像，通过飞秒激光器I内的延时光栅的位置调节来优化红外激光的啁啾量，直至输出所需的高次谐波超连续谱。图2为本专利技术的波长转换示意图，首先由飞秒激光器I产生SOOnm飞秒激光，其时间啁啾量可通过飞秒激光器I内的延时光栅的位置调节来优化；然后，这个SOOnm飞秒激光通过光参量放大器2转换成所需的1.6?2.2 μ m可调谐的红外激光，其宽带双峰光谱结构可通过光参量放大器内的功能晶体的失谐调节来实现；最后，该红外激光与气体盒6内的惰性气体进行相互作用来产生高次谐波辐射，该辐射的分裂-连续特性可通过上述的延时光栅的位置调节和功能晶体的失谐调节来优化。图3为本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种产生高次谐波超连续谱的装置，其特征在于，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；所述的飞秒激光器（1）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（2）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（1）发射的激光束，经光参量放大器（2）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（3）聚焦，之后透过入射窗口（5）后与置于真空腔体（4）内的气体盒（6）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（7）用于解析和分辨高次谐波超连续谱；所述极紫外摄像头（8）用于拍摄和显示高次谐波超连续谱。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金丽芬，尉鹏飞，黄晓虹，朱海永，黄超越，周让，金清理，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：
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