基于高次谐波产生的小型极紫外光源

为了获得极紫外 (XUV) 的高能量、高强度脉冲，科学家们不得不借助大型自由电子激光器装置。然而，来自德国和匈牙利的研究人员目前成功建立了一个基于高次谐波产生 (HHG) 的紧凑型强 XUV 脉冲源。该光源可以放置在 2 米长的桌子上，并在聚焦后具有 2 × 1014 W/cm2 的强度。在该实验中，研究人员通过紧聚焦近红外 (NIR) 激光，在焦点附近产生几个瑞利长度的谐波，保证了半径仅为 600 nm 的束腰的XUV 脉冲源(Optica, doi:10.1364/OPTICA.421564) 。

近红外脉冲（红色）被聚焦并在位于焦点之前或之后的气体射流中产生高次谐波。

目前的激光技术需要长焦距光学器件，依靠大型同步加速器和自由电子激光设备来产生 XUV 光束。在有关HHG的研究中，研究人员会将射流或细胞置于飞秒脉冲激光束的焦点中，从而在气态介质中实现了 HHG，即依靠高强度来辐射 XUV 。在本研究中，Major、Schütte 等使用短焦距光学器件并将 HHG 介质（一种密集的原子射流）放置在距离驱动激光焦点几瑞利长度的地方，该点的强度与产生XUV 相匹配。这种方法实现了波长更短的脉冲。此外，在焦平面以外可以保证产生的 XUV 光源尺寸更小，从而产生更强的 XUV 光斑。研究人员表示，从技术角度来看，该实验是可以在 20 年前完成的。因此，该工作的特点是其优雅简单性。

由于不需要高功率激光器和大型设施，几乎任何激光实验室可以应用这种新方法。这种方法虽然不需要最尖端的技术，但可以帮助前沿科学的研究，例如阿秒泵浦/阿秒探针光谱和纳米尺寸的相干衍射成像。

研究人员计划将该装置用于超快时间分辨相关实验中，从而在极短的时间尺度上研究多电子相关动力学。