高次谐波产生(High Harmonic Generation)

更新时间:2024-11-21 14:16:13

分类: 非线性光学

简称: HHG

定义: 强输入激光束在气体中产生极高次谐波的现象

高次谐波产生(High Harmonic Generation) 详述

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1. 诞生背景

高次谐波产生(High Harmonic Generation)是一种非线性光学现象,这种现象是在强激光场中发现的。在20世纪80年代,随着超短脉冲激光技术的发展,人们在气体中观察到了高次谐波产生现象,这标志着高次谐波产生技术的诞生。

2. 相关理论或原理

高次谐波产生的理论基础是量子力学和非线性光学。当气体原子在强激光场中被电离,电子会在激光场中加速,然后与父离子复合,释放出高能量的光子,这就是高次谐波产生的基本过程。这个过程可以用三步模型来描述:电离、加速和复合。在这个过程中,电子的运动方程可以用经典力学来描述,而电子与离子的复合过程则需要用量子力学来描述。

3. 重要参数指标

高次谐波产生的重要参数包括激光强度、激光脉冲宽度、气体种类和气体压力等。其中,激光强度和脉冲宽度是决定高次谐波产生效率的关键参数。气体种类和压力则主要影响高次谐波的频率范围。

4. 应用

高次谐波产生技术在科研和工业领域都有广泛的应用。在科研领域,高次谐波可以用于生成极紫外和软X射线光源,用于物质的微观结构研究。在工业领域,高次谐波可以用于微电子制造、医疗诊断和环境监测等。

5. 分类

根据激光的性质和气体的状态,高次谐波产生可以分为固态、液态和气态三种类型。其中,气态高次谐波产生是最常见的,也是研究最深入的。

6. 未来发展趋势

随着激光技术和非线性光学理论的进一步发展,高次谐波产生技术有望在更高频率范围产生更高效率的谐波。此外,高次谐波产生技术也有望在新的应用领域得到应用,如生物医学成像和材料科学等。

7. 相关产品及生产商

目前市场上有一些公司提供高次谐波产生相关的产品,如Coherent公司的Libra系列和Spectra-Physics公司的Spirit系列等。这些产品主要是用于科研和工业应用的高次谐波产生系统。

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