利用共振等离子体激元对光场提高产生相干极紫外辐射研究

利用等离子体激元对光场的放大效应产生相干极紫外辐射（高次谐波）是一项非常具有挑战性的前沿课题。为了利用等离子激元对光场共振放大效应对气体原子或分子系统所产生的高次谐波进行控制，本项目开展了超快激光等条件因素对谐波谱截止位置及转化效率的影响研究。发现在一定位相差的双脉冲的作用下，高次谐波谱可出现双平台结构；同时可通过控制双脉冲间的关系，可使谐波平台截止频率附近的转换效率被选择性地增强或使谐波谱整体效率得到明显的提高。对Bow-tie金结构及双金属银/金球等典型纳米结构的光场增强效果进行了系统的优化，研究结果表明：这两种纳米金属结构均能使入射光场的强度获得较大幅度的提高，即可实现增强后的光场高于谐波产生的阈值光场强度的目标。利用电子束光刻技术，在宝石的衬底上成功制备出对角间距小于30纳米的Bowtie金结构样品。建立了用于产生高次谐波的真空及光谱测量实验装置，采用脉宽为7fs、重复频率为350MHz飞秒激光振荡器，利用金纳米bowtie结构和气体氮组成的复合靶，在30-50 nm 的波长范围内，得到了具有明显高次谐波特征的极紫外光谱图。