【仪表网 研发快讯】近日，南京理工大学物理学院金成教授团队在阿秒光源产生的研究方面取得新进展，发现利用贝塞尔—高斯光束产生高通量的软X射线高次谐波，解决了高重频激光应用上的技术难题，相关成果以“Spatial filtering and optimal generation of high-flux soft x-ray high harmonics using a Bessel–Gauss beam”为题发表在物理学著名期刊《Applied Physics Reviews》上，并被编辑选为特色文章(Featured Articles)，物理学院博士生唐翔宇为第一作者，金成教授为通讯作者，南京理工大学为第一完成单位。(文章链接：https://doi.org/10.1063/5.0221080)
使用高重复频率、高功率飞秒驱动光源与气体原子相互作用，目前实验上可以实现光子通量达到1012 photons/s的极紫外高次谐波光源的产生，并应用于时间-角度分辨的光电子谱学。然而目前在软X射线波段内产生的高次谐波光子通量仍然较低，限制了其在软X射线范围的使用,如软X射线光电子谱学、相干衍射成像等。此外，在高重复频率、高功率光源驱动下，在以往实验常用的对中红外激光滤波方法中如金属铝膜、微通道板、光栅等，光学器件容易因激光产生的热效应导致损坏。针对上述问题，该工作提出了使用零阶贝塞尔-高斯光束作为驱动光，通过调节聚焦几何和宏观参数，使驱动光传播至远场时形成环形光束，同时产生低发散角的谐波，实现空间滤波，如图1所示。
图1使用贝塞尔-高斯光束作为驱动激光产生高次谐波
由于贝塞尔—高斯光束在焦点附近类似于无衍射光束，相比于高斯光束在相同的光脉冲能量下具有更长的聚焦深度，因此在相位匹配条件下可以实现更高的谐波产生效率。根据聚焦几何参数η和驱动激光波长λ，推导了实现空间滤波和相位匹配的宏观参数，并给出了宏观参数随着驱动激光波长的缩放关系。如图2所示，使用中红外激光驱动，可以产生光通量比现有报道的水平高1-2个数量级的软X射线高次谐波。
图2优化条件下不同波长驱动激光产生的高次谐波
该工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、南京理工大学发展规划处和国际交流合作处的支持。
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