利用隧道电离测量激光场的时间特性

2018-06-06 09:40

据悉，科学家已经开发出了一种测量环境空气中激光脉冲形状的方法。与现有的波形研究方法相比，它不需要真空环境或X射线脉冲。该被称为TIPTOE的方法可应用于包括紫外线、可见光或更长波长等不同波长的激光束。

TIPTOE（通过干扰对隧道电离电场的时域观测）使用隧道电离测量激光脉冲波形的时间特性。

暴露于强电场的原子或分子（如由强激光脉冲产生的原子或分子）通过隧道电离时，可能会失去一些电子。这种TIPTOE方法使用了两个叠加的激光脉冲（一个强脉冲和一个弱脉冲），并且将通过基于电场和空气中原子的电子的隧道电离对其特性进行观测。强弱叠加激光脉冲之间的时间差将导致电场强度变化。较高的电场强度对应较高的电离。因此，电场的任何变化都将反映在隧道电离上。这些隧道电离的变化将被用来测量激光脉冲的形状。由于隧道电离仅持续200个阿秒，所以TIPTOE方法可以提供足够长的时间分辨率来测量紫外、可见和更长波长的脉冲。

韩国基础科学院（Institute for Basic Science）的科学家通过比较传统的X射线脉冲技术，对TIPTOE进行了验证。这两种方法都得出了相同的结果。该方法的有效性，通过使用涵盖了用于不同色散条件、从500nm到1μm波长范围的单周期激光脉冲的赫兹光示波器得到的结果进行了证实。

据研究人员表示，这种TIPTOE方法能够在环境空气中的广谱范围内完成对激光场的完整时间表征，包括激光脉冲的载波包络相位，为精确测量激光场提供了一种通用工具。