[發(fā)明專利]緊湊型固體高次諧波產(chǎn)生和諧波譜探測裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110022257.7
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112834039B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪洋;吳成印;龔旗煌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02;G01J3/04
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

本發(fā)明公開了一種緊湊型固體高次諧波產(chǎn)生和諧波譜探測裝置及其方法。本發(fā)明采用全反射結(jié)構(gòu)增強(qiáng)高階諧波探測效率，減少信號損耗，擴(kuò)展了諧波探測波段，有效抑制了環(huán)境散射光、基頻光、材料熒光和強(qiáng)低階諧波等的散射，增強(qiáng)諧波探測效率的同時一定程度上加強(qiáng)了對靈敏探測器的保護(hù)；在密閉真空管道內(nèi)以真空環(huán)境中運(yùn)行，有效降低了空氣對諧波信號的吸收和干擾，在相當(dāng)范圍的中紅外波段，空氣都將能產(chǎn)生較強(qiáng)的三階乃至更高階次諧波，同時避免了環(huán)境中的光對探測的影響；本發(fā)明通過改變激光入射諧波產(chǎn)生腔的位置和五維位移臺的角度，能實(shí)現(xiàn)透射諧波測量和反射諧波測量的靈活切換，二者互為補(bǔ)充，為揭示固體諧波產(chǎn)生物理機(jī)制提供更為精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超快激光技術(shù)，具體涉及一種緊湊型固體高次諧波產(chǎn)生和諧波譜高靈敏度探測裝置及其方法。

背景技術(shù)

飛秒強(qiáng)激光與氣相原子分子相互作用產(chǎn)生的高次諧波，提供了一種在亞飛秒時間尺度內(nèi)測量和操控原子分子中的電子超快動力學(xué)的手段。同時氣體高次諧波也是產(chǎn)生超快極紫外、軟X射線以及阿秒脈沖等新型光源的主要途徑，是強(qiáng)場物理的重要研究前沿。近年來，固體中的高次諧波輻射也被觀察到。相比于氣體諧波，固體諧波具有更高的產(chǎn)生效率，為緊湊型超快極紫外光源產(chǎn)生提供了一種潛在途徑。同時，固體高次諧波也為研究固體中電子的超快運(yùn)動(拍赫茲)提供了一種有效方法，具有重要的科學(xué)意義和和應(yīng)用潛力。

現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題：1.固體材料雖然具有更高的諧波產(chǎn)生效率，但是受到材料損傷閾值的限制，驅(qū)動光場的強(qiáng)度比氣體諧波通常要弱兩個量級以上，導(dǎo)致固體諧波信號強(qiáng)度非常微弱，為諧波的探測帶來困難。2.固體中的熒光等信號將為諧波的探測帶來額外的干擾。3.低階諧波具有更高的轉(zhuǎn)換效率，強(qiáng)的低階諧波散射將降低儀器的靈敏度，為高階諧波的探測帶來困難。4.高能量諧波通過介質(zhì)會被快速吸收，使得高階高次諧波收集光路需要特殊設(shè)計。5.固體諧波強(qiáng)度依賴于諧波產(chǎn)生方式以及收集方式，單一方式的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)致很多物理過程的不確定(如傳輸效應(yīng)的影響)，給理論模擬帶來巨大的困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上固體高次諧波產(chǎn)生和探測過程中存在的問題，本發(fā)明提出了一種緊湊型反射和透射固體高次諧波產(chǎn)生和諧波譜高靈敏度探測裝置及其方法；采用在真空環(huán)境下對諧波全反射的諧波收集結(jié)構(gòu)，克服了熒光、雜散光和低階諧波給高階諧波探測帶來的干擾，有效地拓寬了諧波探測的頻譜范圍。

本發(fā)明的一個目的在于提出一種緊湊型固體高次諧波產(chǎn)生和諧波譜高靈敏度探測裝置。