基本信息
- 项目名称：
- 加宽连续谱的方法和系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本发明提供了一种加宽连续谱的方法和系统，属于光学领域。 所述方法包括：在中红外合光束上叠加指定波长的线偏振的红外激光束，将叠加后的合光束聚焦在稀有气体上，并经过单光子电离产生光电子信号，采集所述光电子信号得到加宽的连续谱。 所述系统包括：叠加装置、聚焦装置和采集装置。 本发明是一种产生在X射线水窗波段宽带超连续谱的新方法，能够解决谱宽相对较小，不能很好地满足实际需要等问题。
- 详细介绍：
- 一种加宽连续谱的方法，其特征在于，所述方法包括： 在中红外合光束上叠加指定波长的线偏振的红外激光束；将叠加后的合光束聚焦在稀有气体上，经过单光子电离产生光电子信号；采集所述光电子信号得到加宽的连续谱。 所述中红外合光束是由两束强度相同、波长为2000nm、旋转方向不同的圆偏振中红外激光合成的。指定波长为800nm。 在中红外合光束上叠加指定波长的线偏振的红外激光束包括： 将激光调整为指定脉宽的激光；对脉宽调整后的激光进行放大，得到预设波长的线偏振中红外激光；将所述线偏振中红外激光转换为旋转方向分别为左旋和右旋的圆偏振中红外合光束；在所述圆偏振中红外合光束叠加一束指定波长的线偏振的红外激光束，所述红外激光束与所述圆偏振中红外合光束的相位差为2π或0。 在中红外合光束上叠加指定波长的线偏振的红外激光束包括： 将脉宽大于30fs、波长为800nm的激光调整为脉宽为20fs、波长为800nm的激光；对脉宽调整后的激光进行放大，得到脉宽为20fs、波长为2000nm的线偏振中红外激光；将所述线偏振中红外激光转换为旋转方向分别为左旋和右旋的圆偏振中红外合光束；在所述圆偏振中红外合光束叠加一束脉宽为25fs、波长为800nm的线偏振的红外激光束，所述红外激光束与所述圆偏振中红外合光束的相位差为2π或0； 相应地，采集所述光电子信号得到加宽的连续谱包括：使用CCD光谱探测仪采集所述光电子信号，得到谱宽在水窗波段的连续谱。 一种加宽连续谱的系统，其特征在于，所述系统包括： 叠加装置，用于在中红外合光束上叠加指定波长的线偏振的红外激光束； 聚焦装置，用于将所述叠加装置叠加后的合光束聚焦在稀有气体上，并经过单光子电离产生光电子信号； 采集装置，用于采集所述聚焦装置产生的光电子信号，得到加宽的连续谱。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的：本发明旨在提供一种加宽连续谱的方法和系统，能有效的拓展超连续谱的截止区，直到水窗波段。能够解决谱宽相对比较小，不能很好地满足实际需要等问题。 基本思路：通过在中红外合光束上叠加指定波长的线偏振的红外激光束，产生宽带超连续谱，拓展超连续谱的截止区，直到水窗波段。通过修正的“偏振态门”方法，有效的实现谐波谱的截止区拓展到水窗波段的超连续谱。该方案有效的拓展了截止区，可以产生谱宽达到355eV的超连续谱，同时极大提高连续谱的效率，使宽带超连续谱可以用来产生窄脉宽、水窗波段的单个阿秒脉冲。 创新点和关键技术： 本发明是一种产生在X射线水窗波段（从284eV到543eV）的宽带超连续谱的新方法。该方案第一次高效地实现了带宽为355eV的超连续谱。 关键技术包括： 1）将由两束强度相同，旋转方向不同的圆偏振（分别为左旋和右旋）合成的中红外激光束和另一线偏振的800nm的合束光聚焦在稀有气体上，经过单光子电离形成宽带超连续谱的光电子信号。 2）采集光电子信号的方法，得到在水窗波段的宽带超连续谱。 本发明可以得到相位匹配的，谐波阶次从100eV到455eV的超连续谱。
科学性、先进性
- 本发明是一种产生在X射线水窗波段（从284eV到543eV）的宽带超连续谱的新方法，能够解决谱宽相对较小，不能很好地满足实际需要等问题。与现有技术相比，该方案有效地提高了谐波谱的截止区，可以产生带宽达到355eV的超连续谱，并且超连续谱的转化效率能够得到有效地提高，从而支持产生宽带单个阿秒脉冲。 该方案第一次高效地实现了带宽为355eV的超连续谱。 参考文献 (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).
获奖情况及鉴定结果
- 本发明于2010年12月在信阳师范学院第八届“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛中获一等奖。 入围河南省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛 2010年1月26日申请国家发明专利，专利申请号：CN201010110148.2，已获国家发明专利批准。
作品所处阶段
- 作品处于中试阶段
技术转让方式
- 尚未转让
作品可展示的形式
- 图片、专利说明书
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本发明是一种产生在X射线水窗波段（从284eV到543eV）的宽带超连续谱的新方法，可以得到相位匹配的、谐波阶次从100eV到455eV的超连续谱。该方案第一次高效地实现了带宽为355eV的超连续谱。 本发明通过修正的“偏振态门”方法，有效的实现在水窗波段的超连续谱。与现有技术相比，该方案有效的提高了谐波谱的截止区，可以产生带宽达到355eV的超连续谱，并且超连续谱的转化效率能够得到有效的提高，从而支持产生宽带单个阿秒脉冲。
同类课题研究水平概述
- 目前，获得超连续谱的方法大致有四种：（1）采用“电离门”方法产生超连续谱。（2）采用“加速门”方法产生超连续谱。（3）采用“偏振态门”方法来产生超连续谱。（4）采用“双光门”方法产生超连续谱。 现有技术的缺点：（1）采用“电离门”，即控制电子的电离来产生超连续谱，这种方法能有效的产生超连续谱，但谱宽受到了一定的限制，一般局限于100eV以内。（2）采用“加速门”，利用双色场或多色场等来控制电子在连续态中的运动，从而产生超连续谱；但用这种方法产生的谐波谱会出现超连续谱的效率比非连续谱的效率低很多的现象。（3）采用“偏振态门”，即通过控制电子返回原子核这一回复过程来产生超连续谱，但该方法产生超连续谱的效率很低。（4）采用“双光门”，同时采用控制电子与核的回复和电子的电离过程。这种方法是基于传统的红外“偏振态门”，利用一束激光和强度相对较低的红外光组成的合光束产生超连续谱，该方案效率较高，但谐波的截止阶次却降低了。
