以雷射電漿產生具有相對論性強度、波長可調、單週期的長波紅外脈衝源
Nature Communications 11, 2787 (2020)
Zan Nie, Chih-Hao Pai, Jie Zhang, Xiaonan Ning, Jianfei Hua, Yunxiao He, Yipeng Wu, Qianqian Su, Shuang Liu, Yue Ma, Zhi Cheng, Wei Lu, Hsu-Hsin Chu, Jyhpyng Wang, Chaojie Zhang, Warren B. Mori, and Chan Joshi
以雷射電漿產生具有相對論性強度、波長可調、單週期的長波紅外脈衝源
實現單週期、相對論光強並且可調的中紅外脈衝將會為超快化學、強場物理與阿秒科學等研究領域帶來全新的機遇。但是由於傳統雷射晶體技術的限制，長期以來如何產生超短超強中紅外光源（特別是波長大於5微米）始終是超快雷射技術的一大挑戰。基於中大100兆瓦雷射設施，本論文在國際上首次實驗驗證了一種基於雷射電漿“光子減速”的機制可以用來產生具有相對論光強、波長可調、單週期、長波紅外脈衝的新方案。在特殊設計的電漿密度結構中，兆瓦級雷射脈衝將驅動近乎真空的電漿空泡，並且脈衝中的光子會大量減速而轉換成中紅外光。利用此方法我們可以能量效率大於百分之一產生中心波長在3–20微米可調、近單周期、峰值功率0.1兆瓦的超強中紅外脈衝源。