XeCl激光五次谐波转换产生61.6毫微米辐射研究

"这篇科研文章报道了通过XeCl激光在氩气(Ar)和氪气(Kr)中实现五次谐波转换，从而产生61.6毫微米(微米)的相干辐射。实验观察到辐射能量与泵浦能量成五次方律关系，同时在氩气中发现了相位匹配峰宽度上的连续吸收效应。" 在这项研究中，研究人员探讨了非线性光学转换的过程，特别是如何将XeCl准分子激光的辐射能量转化为更高频率的光。XeCl激光是一种气体激光器，它发射的基波波长位于近紫外光谱区域。通过五次谐波转换，研究人员能够在氩气和氪气这两种稀有气体中将基波能量转化为61.6毫微米的辐射，这个波长位于远紫外线(XUV)光谱范围内。 五次谐波转换的能级图显示了在氩气和氪气中，激光能量如何通过一系列复杂的非线性相互作用被提升到更高的能级。在氩气中，尽管存在与48'[1/2J能级的三光子近共振，但并没有显著的共振增强效果。转换效率主要受氩气对五次谐波波长的色散和吸收特性影响。在61.6毫微米，氩气的吸收截面约为37Mb，这可能导致在实验条件下显著的吸收。 该研究指出，利用非线性光学频率转换来获取光谱极紫外区域的高亮度相干辐射是一种有效的方法。通过不同类型的泵浦激光器和非线性相互作用，可以在多个波长处生成相干辐射。特别地，结合稀有气体卤化物激光器和染料激光器可以进一步调谐辐射到更广泛的光谱范围，包括七次谐波以上。 尽管三次谐波转换和三次混频已经在XeCl、KrF和ArF激光器中实现，但要达到XUV光谱的更短波长，需要更高次的非线性相互作用。文章中提到的五次谐波转换是首次使用RGH激光器观察到的高次非线性混频现象，也是使用RGH激光产生较短波长辐射的一个实例。 这一发现对于扩展激光应用的光谱范围具有重要意义，尤其是在科学研究、精密测量、材料加工和生物医学成像等领域，因为XUV光的相干辐射可以提供更高的分辨率和更深的穿透力。通过进一步优化这种五次谐波转换技术，可能实现更高效、更稳定的短波长光源，为未来的技术创新开辟新的途径。