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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 加寬連續(xù)譜的方法和系統(tǒng)
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本發(fā)明提供了一種加寬連續(xù)譜的方法和系統(tǒng)，屬于光學(xué)領(lǐng)域。 所述方法包括：在中紅外合光束上疊加指定波長的線偏振的紅外激光束，將疊加后的合光束聚焦在稀有氣體上，并經(jīng)過單光子電離產(chǎn)生光電子信號(hào)，采集所述光電子信號(hào)得到加寬的連續(xù)譜。 所述系統(tǒng)包括：疊加裝置、聚焦裝置和采集裝置。 本發(fā)明是一種產(chǎn)生在X射線水窗波段寬帶超連續(xù)譜的新方法，能夠解決譜寬相對較小，不能很好地滿足實(shí)際需要等問題。
- 詳細(xì)介紹：
- 一種加寬連續(xù)譜的方法，其特征在于，所述方法包括： 在中紅外合光束上疊加指定波長的線偏振的紅外激光束；將疊加后的合光束聚焦在稀有氣體上，經(jīng)過單光子電離產(chǎn)生光電子信號(hào)；采集所述光電子信號(hào)得到加寬的連續(xù)譜。 所述中紅外合光束是由兩束強(qiáng)度相同、波長為2000nm、旋轉(zhuǎn)方向不同的圓偏振中紅外激光合成的。指定波長為800nm。 在中紅外合光束上疊加指定波長的線偏振的紅外激光束包括： 將激光調(diào)整為指定脈寬的激光；對脈寬調(diào)整后的激光進(jìn)行放大，得到預(yù)設(shè)波長的線偏振中紅外激光；將所述線偏振中紅外激光轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)方向分別為左旋和右旋的圓偏振中紅外合光束；在所述圓偏振中紅外合光束疊加一束指定波長的線偏振的紅外激光束，所述紅外激光束與所述圓偏振中紅外合光束的相位差為2π或0。 在中紅外合光束上疊加指定波長的線偏振的紅外激光束包括： 將脈寬大于30fs、波長為800nm的激光調(diào)整為脈寬為20fs、波長為800nm的激光；對脈寬調(diào)整后的激光進(jìn)行放大，得到脈寬為20fs、波長為2000nm的線偏振中紅外激光；將所述線偏振中紅外激光轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)方向分別為左旋和右旋的圓偏振中紅外合光束；在所述圓偏振中紅外合光束疊加一束脈寬為25fs、波長為800nm的線偏振的紅外激光束，所述紅外激光束與所述圓偏振中紅外合光束的相位差為2π或0； 相應(yīng)地，采集所述光電子信號(hào)得到加寬的連續(xù)譜包括：使用CCD光譜探測儀采集所述光電子信號(hào)，得到譜寬在水窗波段的連續(xù)譜。 一種加寬連續(xù)譜的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 疊加裝置，用于在中紅外合光束上疊加指定波長的線偏振的紅外激光束； 聚焦裝置，用于將所述疊加裝置疊加后的合光束聚焦在稀有氣體上，并經(jīng)過單光子電離產(chǎn)生光電子信號(hào)； 采集裝置，用于采集所述聚焦裝置產(chǎn)生的光電子信號(hào)，得到加寬的連續(xù)譜。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的：本發(fā)明旨在提供一種加寬連續(xù)譜的方法和系統(tǒng)，能有效的拓展超連續(xù)譜的截止區(qū)，直到水窗波段。能夠解決譜寬相對比較小，不能很好地滿足實(shí)際需要等問題。 基本思路：通過在中紅外合光束上疊加指定波長的線偏振的紅外激光束，產(chǎn)生寬帶超連續(xù)譜，拓展超連續(xù)譜的截止區(qū)，直到水窗波段。通過修正的“偏振態(tài)門”方法，有效的實(shí)現(xiàn)諧波譜的截止區(qū)拓展到水窗波段的超連續(xù)譜。該方案有效的拓展了截止區(qū)，可以產(chǎn)生譜寬達(dá)到355eV的超連續(xù)譜，同時(shí)極大提高連續(xù)譜的效率，使寬帶超連續(xù)譜可以用來產(chǎn)生窄脈寬、水窗波段的單個(gè)阿秒脈沖。 創(chuàng)新點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)： 本發(fā)明是一種產(chǎn)生在X射線水窗波段（從284eV到543eV）的寬帶超連續(xù)譜的新方法。該方案第一次高效地實(shí)現(xiàn)了帶寬為355eV的超連續(xù)譜。 關(guān)鍵技術(shù)包括： 1）將由兩束強(qiáng)度相同，旋轉(zhuǎn)方向不同的圓偏振（分別為左旋和右旋）合成的中紅外激光束和另一線偏振的800nm的合束光聚焦在稀有氣體上，經(jīng)過單光子電離形成寬帶超連續(xù)譜的光電子信號(hào)。 2）采集光電子信號(hào)的方法，得到在水窗波段的寬帶超連續(xù)譜。 本發(fā)明可以得到相位匹配的，諧波階次從100eV到455eV的超連續(xù)譜。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本發(fā)明是一種產(chǎn)生在X射線水窗波段（從284eV到543eV）的寬帶超連續(xù)譜的新方法，能夠解決譜寬相對較小，不能很好地滿足實(shí)際需要等問題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方案有效地提高了諧波譜的截止區(qū)，可以產(chǎn)生帶寬達(dá)到355eV的超連續(xù)譜，并且超連續(xù)譜的轉(zhuǎn)化效率能夠得到有效地提高，從而支持產(chǎn)生寬帶單個(gè)阿秒脈沖。 該方案第一次高效地實(shí)現(xiàn)了帶寬為355eV的超連續(xù)譜。 參考文獻(xiàn) (1) Pengfei Lan et al., Phys. Rev. A, 76, 043808 (2007). (2) Pengfei Lan et al., Phys. Rev. A, 79, 043413 (2009). (3) Qingbin Zhang et al., Opt. Express, 16, 9795 (2008). (4) Ximao Feng et al., Phys. Rev. Lett., 103, 183901 (2009).
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本發(fā)明于2010年12月在信陽師范學(xué)院第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外科技作品競賽中獲一等獎(jiǎng)。 入圍河南省第九屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽終審決賽 2010年1月26日申請國家發(fā)明專利，專利申請?zhí)枺篊N201010110148.2，已獲國家發(fā)明專利批準(zhǔn)。
作品所處階段
- 作品處于中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 尚未轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 圖片、專利說明書
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本發(fā)明是一種產(chǎn)生在X射線水窗波段（從284eV到543eV）的寬帶超連續(xù)譜的新方法，可以得到相位匹配的、諧波階次從100eV到455eV的超連續(xù)譜。該方案第一次高效地實(shí)現(xiàn)了帶寬為355eV的超連續(xù)譜。 本發(fā)明通過修正的“偏振態(tài)門”方法，有效的實(shí)現(xiàn)在水窗波段的超連續(xù)譜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方案有效的提高了諧波譜的截止區(qū)，可以產(chǎn)生帶寬達(dá)到355eV的超連續(xù)譜，并且超連續(xù)譜的轉(zhuǎn)化效率能夠得到有效的提高，從而支持產(chǎn)生寬帶單個(gè)阿秒脈沖。
同類課題研究水平概述
- 目前，獲得超連續(xù)譜的方法大致有四種：（1）采用“電離門”方法產(chǎn)生超連續(xù)譜。（2）采用“加速門”方法產(chǎn)生超連續(xù)譜。（3）采用“偏振態(tài)門”方法來產(chǎn)生超連續(xù)譜。（4）采用“雙光門”方法產(chǎn)生超連續(xù)譜。 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：（1）采用“電離門”，即控制電子的電離來產(chǎn)生超連續(xù)譜，這種方法能有效的產(chǎn)生超連續(xù)譜，但譜寬受到了一定的限制，一般局限于100eV以內(nèi)。（2）采用“加速門”，利用雙色場或多色場等來控制電子在連續(xù)態(tài)中的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生超連續(xù)譜；但用這種方法產(chǎn)生的諧波譜會(huì)出現(xiàn)超連續(xù)譜的效率比非連續(xù)譜的效率低很多的現(xiàn)象。（3）采用“偏振態(tài)門”，即通過控制電子返回原子核這一回復(fù)過程來產(chǎn)生超連續(xù)譜，但該方法產(chǎn)生超連續(xù)譜的效率很低。（4）采用“雙光門”，同時(shí)采用控制電子與核的回復(fù)和電子的電離過程。這種方法是基于傳統(tǒng)的紅外“偏振態(tài)門”，利用一束激光和強(qiáng)度相對較低的紅外光組成的合光束產(chǎn)生超連續(xù)譜，該方案效率較高，但諧波的截止階次卻降低了。
