从白光创建的极紫外光

马克斯•博恩非线性光学和短脉冲光谱研究所（Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy）的研究人员开发了一种改变极端紫外光（EUV）光谱宽度的方法。科学家们在四波混频中使用了一种新的相位匹配方案，这使得他们能够将初始宽带光的光谱宽度压缩一百倍以上。具体来说，研究人员将光谱可见光部分的宽带白光与真空紫外线（VUV）区域显示的宽频谱相结合。然后光通过一个密集的氪原子喷射，在EUV范围内产生一个新的激光脉冲。与初始可见脉冲和VUV脉冲相比，新脉冲的光谱宽度窄了一百多倍。

折射率作为光子能量的函数由红色虚线显示。在9.2 eV左右的区域，它变化相当缓慢（左侧），而在12.365 eV左右的区域变化非常快。因此宽带吸收（蓝色区域）在两个可见光子（箭头显示）的帮助下可形成窄带发射（紫色区域）。MBI供图。

在研究人员使用的四波混频技术中，一个氪原子吸收两个可见的光子和一个VUV光子，从而导致EUV光子的发射。由于能量守恒定律，发射的EUV光子的频率将等于所有三个吸收光子的频率。同时由于动量守恒定律，入射光波的速度必须与混合介质内输出光波的速度相匹配。这种速度变化很快，接近原子共振。

为了产生EUV光，研究人员选择了远离任何谐振的VUV光谱范围和两个共振之间的目标 EUV范围。这使得它们能够将宽广范围的入射波长的速度与狭窄区域输出波长的速度相匹配。窄带EUV的生成可支持包括研究谐振过渡和纳米尺度结构的相干衍射成像等的应用。这项技术在将来可用于另一个方向，例如光谱上扩展 EUV 脉冲，从而可以生成从自由电子激光器和软X射线激光器等源生成超短EUV脉冲。

这项研究发表在《Nature Photonics》上(http://dx.doi.org/10.1038/s41566-020-00758-8).