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2015年推荐-强激光系统时空噪声的测量与甄别

2015-11-05

  上海交通大学物理与天文系钱列加教授团队在超短超强激光脉冲远场信噪比测量以及时空噪声研究方面取得重大突破。研究建立了时空域非线性互相关的全新测量能力,发现了一类新的具有时空耦合特征的强激光噪声的物理本质,为进一步提高超短超强激光脉冲的信噪比提供了重要解决思路。相关成果发表在Nature Communications [6, 6192, (2015)]上。

  超短超强激光的脉冲信噪比(即主峰强度与噪声的比值)是制约激光聚焦光强走向极端强场状态的重大技术瓶颈,而信噪比测量是实现超高信噪比的前提条件。之前国际上的研究只是局限于脉冲近场的时间域信噪比的测量,然而绝大多数强场物理实验工作在激光焦点处。该团队通过研究发现近场测量的脉冲信噪比不能真实、全面地反映远场靶面处的脉冲信噪比。研究的手段是将互相关从时间域扩展到时空域,可以从时空两个维度高动态范围地测量脉冲远场信噪比,从而促进了对超强激光噪声的研究和认识。利用全新的时空互相关,该团队在实验上发现:光栅等角色散元件的表面散射会引发具有时空耦合特征的噪声,随同超强激光束的聚焦,这种时空噪声弥散在焦平面的不同位置。因此,在强激光焦斑范围内的测量结果才是具有物理意义的脉冲信噪比。利用时空互相关对噪声来源的甄别能力,该团队发现展宽/压缩器中位于远场的光学元件会严重影响远场轴上的脉冲信噪比。这一发现为强激光系统提供了一个设计准则:高信噪比要求在展宽/压缩器中避免使用远场光学元件。

  相关报道http://www.physics.sjtu.edu.cn/node/1459