[文献]四波混频实现极紫外光谱压缩
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发布时间：2024-09-03 10:16
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时间：2024-10-22 11:17
在光谱科技的前沿探索中，本文聚焦于一种创新的方法——利用四波混频(FWM)技术，为极紫外(XUV)光谱压缩开辟了新的可能性。这一研究不仅提升了能量效率，还为高空间分辨率成像和极紫外光刻等领域带来了*性突破。
在实验室的精心设计中，研究团队在氪气射流中运用了共振相位匹配策略，将原本宽泛的145~130纳米辐射压缩至令人惊叹的100.3纳米窄带。这个过程通过精准*折射率斜率，实现了对不同光子能量范围的精确匹配，从而实现光谱的高效压缩，生成了窄频的XUV辐射。FWM过程展现出了惊人的29%能量转换效率，这无疑是对现有技术的一次重大跃进。
图2所示的实验展示了这一技术的惊人效果，它揭示了XUV光谱在12.355-12.385电子伏特共振区间内的压缩。在4d和6s共振之间，折射率的陡峭变化导致了小角度的偏转，而当近红外(NIR)和XUV光束重叠时，12.365电子伏特处的光强显著增强，光电子能谱清晰地显示出带宽的显著压缩。图3中的对比分析显示，窄特征光谱的效率达到了惊人的29%，这证明了FWM在光谱压缩领域的卓越性能。
进一步的模拟结果显示，通过一维传播的双色激光，可以产生窄带的发射，发射强度随压力和长度的减少而增强。FWM的相位匹配和光谱位置对NIR强度的影响仅限于发射强度的提升，这为我们理解这一过程提供了深入的视角。
实验中，近红外脉冲在9电子伏特的激发态吸收XUV，触发了4d~6s之间的强烈三阶极化响应。随着光的短距离传播，其他发射特征逐渐消失。在高气压下，5d和7s共振区域并未观察到明显的窄带累积，这与实验数据高度吻合。这项工作提出了一个独特的策略，即利用氪原子共振磁化率将宽频带XUV转化为窄频带，这一原理不仅适用于氪原子，也具有广泛的应用潜力，包括更高能量的XUV领域。
然而，与窄带XUV结合的宽带近红外可能会导致XUV带宽的扩展，这需要克服电离损耗的挑战。这一发现预示着XUV脉冲压缩技术可能像空心纤维压缩在可见光领域的应用一样，开启全新的研究和应用领域。四波混频技术的突破性进展，无疑为极紫外光谱压缩技术的未来发展点亮了新的方向。
