我國(guó)科學(xué)家研制出等離子體透鏡時(shí)空濾波器

中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所在超短脈沖激光時(shí)空特性調(diào)控提升研究方面取得新進(jìn)展。該所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室朱健強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)與以色列耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)的研究人員合作，研發(fā)了一種可以在重復(fù)頻率下使用的被稱為“等離子體透鏡時(shí)空濾波器（STPLF）”的時(shí)空等離子體光學(xué)器件。相關(guān)成果近日發(fā)表于《光學(xué)快報(bào)》雜志上。

高功率超短脈沖激光是人們研究端條件物質(zhì)與探測(cè)微觀體系瞬態(tài)現(xiàn)象的重要工具。所謂超短脈沖激光是指脈沖的持續(xù)時(shí)間非常短，為皮秒、飛秒量級(jí)。“信噪比是超短脈沖激光的重要特性之一，信噪比較差的脈沖具有較強(qiáng)的前沿噪聲，會(huì)導(dǎo)致靶上預(yù)等離子產(chǎn)生，破壞激光與物質(zhì)相互作用過(guò)程。因此，提高超短脈沖的信噪比至關(guān)重要?！敝旖?qiáng)說(shuō)。

研究人員將等離子體光學(xué)與空間濾波器相結(jié)合，研發(fā)了一種可以在重復(fù)頻率下使用的時(shí)空等離子體光學(xué)器件，即等離子體透鏡時(shí)空濾波器。等離子體透鏡時(shí)空濾波器在增強(qiáng)超短脈沖時(shí)間信噪比的同時(shí)優(yōu)化激光光束近場(chǎng)質(zhì)量，提高空間信噪比。

結(jié)果表明，在1赫茲（Hz）重復(fù)頻率短脈沖激光條件下，等離子體透鏡時(shí)空濾波器的激光通過(guò)效率高達(dá)80%，不僅消除了預(yù)脈沖和噪聲基底，還使主脈沖上升沿更加陡峭，信噪比提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，光束近場(chǎng)質(zhì)量也得到了改善。

朱健強(qiáng)表示，等離子體透鏡時(shí)空濾波器具有激光通過(guò)效率高，性能提升效果好，經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)為提升重頻超短脈沖激光時(shí)空信噪比特性提供了一種新方案，具有高時(shí)空信噪比的重頻超短脈沖激光將對(duì)相關(guān)前沿科學(xué)與應(yīng)用研究的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。