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随着激光技术的发展,激光电场强度超过了原子分子内部电子所受库仑场的大小,使得激光与物质的相互作用产生了一系列非线性现象,如高次谐波、非序列双电离等。由于高次谐波具有波长短、相干性好、超短脉冲宽度等性质,使得高次谐波可以发展成为EUV至X ray波段的光源;同时高次谐波在分子轨道成像、阿秒脉冲等领域有着重要研究意义。当前,高次谐波的产生效率及超连续谱的获得仍旧是研究的热点及难点。本文采用自主设计的高次谐波谱仪系统,利用平场光栅光谱仪对产生的谐波分析标定,并以惰性气体Ar、Kr和分子N2为例,从气体压强、激光能量、激光偏振三方面分析如何优化高次谐波。实验表明在一定压强范围内,随着气体压强的增加,谐波强度开始增加,当超过一定压强值时,压强的增加使得自由电子增加,引起谐波相位失配,谐波强度开始减弱。在一定激光能量范围内,激光能量的增加谐波强度开始增加,当超过一定能量值时,随着激光能量的增加谐波强度开始减弱。主要由于激光能量的增加使得气体更易电离,因此产生更多自由电子,从而引起谐波相位失配。再者,自由电子的增加引起驱动光散焦,降低激光峰值强度,使得在谐波产生过程中实际参与的激光强度并没有得到相应提高。可见,存在最优气压和激光能量值使得谐波强度最大。实验表明激光线偏振时谐波强度最大,椭圆偏振使得谐波受到抑制。
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