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近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在真空紫外（VUV）及深紫外（DUV）相干光源的產(chǎn)生和應(yīng)用方面取得進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)利用強(qiáng)場中分子離子的非線性光學(xué)效應(yīng)，產(chǎn)生了多波長、窄線寬、偏振靈活可控的DUV/VUV相干輻射，并展示了該光源在DUV/VUV拉曼梳中的應(yīng)用。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在New Journal of Physics上。

真空紫外（VUV, 100-200 nm）與深紫外（DUV, 200-300 nm）相干光源是高分辨光譜學(xué)、表面科學(xué)、光化學(xué)等研究的重要工具。自由電子激光，由于其超高的亮度、好的相干性，在短波長光源產(chǎn)生方面獲得了巨大成功。但是，這類大科學(xué)裝置體積龐大，造價(jià)較高。因此，研究臺式化DUV/VUV相干光源以及相應(yīng)光場調(diào)控技術(shù)具有重要意義。

在這項(xiàng)研究中，科研人員利用近紅外和紫外雙色泵浦光實(shí)現(xiàn)CO⁺能級間的共振激發(fā)，進(jìn)而產(chǎn)生量子相干增強(qiáng)的DUV/VUV輻射。由于CO⁺包含豐富的振動(dòng)能級，通過調(diào)節(jié)紫外泵浦激光的波長，便可以產(chǎn)生不同波長的DUV/VUV 相干輻射。通過改變紫外泵浦光的偏振，還可以對DUV/VUV 輻射的偏振進(jìn)行靈活控制。另外，飛秒泵浦脈沖與皮秒DUV/VUV輻射的結(jié)合在相干拉曼散射中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢?？蒲腥藛T利用DUV/VUV光源的高光譜分辨能力，以及飛秒泵浦脈沖能夠制備相干轉(zhuǎn)動(dòng)波包的優(yōu)勢，在氧氣中產(chǎn)生了DUV/VUV拉曼梳。該研究為臺式化 DUV/VUV 光源的產(chǎn)生以及相應(yīng)的光場調(diào)控技術(shù)提供了新思路。

圖1 (a) DUV/VUV光源產(chǎn)生原理圖；(b)-(d) 不同波長DUV/VUV輻射的光譜和光斑分布。

圖2 (a) 利用級聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng)拉曼散射產(chǎn)生DUV/VUV拉曼梳原理圖；(b) 不同氧氣氣壓下產(chǎn)生的DUV/VUV拉曼梳。