據(jù)上海市科委消息，近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究團隊，針對高重頻飛秒激光氣體成絲自抖動問題，提出了提升高重頻飛秒光絲及超連續(xù)譜（SC）白光光源指向穩(wěn)定性的方法，抑制了空氣光絲誘導(dǎo)產(chǎn)生超連續(xù)譜白光激光的強度和光束指向抖動。相關(guān)研究成果以Stable,intense supercontinuum light generation at 1kHz by electric field assisted femtosecond laser filamentation in air為題，發(fā)表在《光：科學(xué)與應(yīng)用》（Light-Science&Applications）上。

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??覆蓋可見光波段的超連續(xù)譜激光因超寬的光譜寬度與良好相干性，被稱為白光激光。白光激光被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)成像、分子指紋光譜、光學(xué)相干斷層掃描、可調(diào)超快脈沖生成、飛秒脈沖壓縮等領(lǐng)域。白光激光通常通過固體材料或光子晶體光纖、中空光纖等產(chǎn)生。短脈沖激光氣體成絲提供了免材料損傷的白光激光產(chǎn)生途徑，但脈沖累加引起的指向抖動限制了高重頻下的應(yīng)用。目前，受限于固體材料的損傷閾值或被氣體中自抖動問題，較難得到穩(wěn)定傳輸?shù)拇竽芰扛咧仡l白光激光光源。這是超連續(xù)譜光源產(chǎn)生及其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的亟需解決的難題。

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??該研究利用高重頻飛秒激光在空氣中成絲產(chǎn)生大能量超連續(xù)白光光源，創(chuàng)新性地在光絲上加載外部高壓直流電場，從根源上解決了光絲的熱致抖動問題。上述工作的原理為通過外加電場抑制等離子體復(fù)合并使其壽命延長，在下一激光脈沖到來之際減少因等離子體復(fù)合造成的熱量沉積，降低由熱擴散造成的氣流擾度強度。此外，光絲誘導(dǎo)電暈放電產(chǎn)生的穩(wěn)定離子風(fēng)可有效克服光絲自擾動氣流。實驗結(jié)果表明，在外電場作用下高重頻（1kHz）光絲及前向超連續(xù)白光的空間指向穩(wěn)定性可提升至少2倍，同時白光激光光譜強度的穩(wěn)定性得到提升。研究人員利用1 kHz/6.54 mJ飛秒激光脈沖在空氣中成絲，得到了3.55 mJ穩(wěn)定的超連續(xù)譜白光光源。該工作解決了高重頻飛秒激光氣體成絲的指向和強度抖動的難題，為空氣中產(chǎn)生高重頻穩(wěn)定大能量超連續(xù)白光光源開辟了道路，并為基于高重頻光絲的二次輻射源、成像和材料微加工等其他應(yīng)用拓展了新機遇。

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??研究工作得到國家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金項目、中國科學(xué)院國際合作重點項目、上海市科技項目等的支持。

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（a）（b）實驗裝置示意圖；（c）（d）未加載與加載直流高壓電場時光絲及光絲誘導(dǎo)電暈的真彩圖像；（e）（f）對應(yīng)的前向光斑