中国科学院 信用:CC0公共领域 1985年，斯特里克兰和穆楼发明了啁啾脉冲放大技术，将超短激光脉冲的峰值功率提高到了前所未有的水平，在基础科学、工业和医学中得到了广泛的应用
然而，这种高功率激光器通常是在大约0
8微米
中红外波段(2-20微米)的扩展对更广泛的应用非常有意义
目前，基于传统光学技术的中红外激光脉冲的产生受到光学晶体的频率带宽、能量增益和损伤阈值的限制，这使得实现高强度低周期中红外激光脉冲具有挑战性
在《光:科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中，中国上海交通大学和英国斯特拉斯克莱德大学的科学家提出了一种新方案，利用等离子体介质高效地产生能量为几毫焦耳的近单周期中红外光脉冲
该方案采用两个太瓦级短脉冲激光器，初始波长约为0
它们以一定的时间延迟入射到低密度等离子体通道中
其中一个被用作驱动激光，以激发等离子体中的激光尾波场，该尾波场在驱动脉冲后面表现为一些移动的等离子体密度气泡
作为信号脉冲的另一个激光脉冲以一定的时间延迟与驱动脉冲共同传播，使得它被加载在第二等离子体泡的头部位置
该信号脉冲由等离子体气泡调制，其频率将快速下移
经过约2毫米的传播距离后，有效地转换成中心波长约为5微米的近单周期中红外光脉冲，转换效率高达约30%
“我们方案的一个有趣的方面是，通过改变入射激光脉冲和等离子体的参数，可以调谐获得的中红外脉冲参数，包括脉冲能量、中心波长、脉冲持续时间、载波相位，甚至偏振态，”该论文的主要作者之一郑说
“与传统的光学晶体材料相比，基于等离子体的光学方法可以维持极高的功率和强度的激光脉冲，”该论文的另一位主要作者翁苏明补充道
这使得基于等离子体的光学方法在操纵超短高功率激光方面独一无二
" “我们的方案可以在一个千赫重复频率的激光系统上实现，从而提供了一个稳定有效的方法来产生毫焦耳的中红外光脉冲，相对论强度，并在广泛的应用中接近单周期，”上海交通大学激光等离子体项目负责人章杰说
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