上海光機(jī)所在渦旋高次諧波產(chǎn)生和調(diào)控方面取得進(jìn)展

　　【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所超強(qiáng)激光科學(xué)與技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與上海交通大學(xué)合作，在產(chǎn)生具有可控自旋-軌道角動(dòng)量的明亮極紫外脈沖研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)成果以“Generation of bright extreme ultraviolet pulses with controlled spin-orbital angular momentum“為題，發(fā)表于Optics Express。
 

　　攜帶自旋角動(dòng)量和軌道角動(dòng)量的極紫外光源，能夠在探測(cè)材料微觀結(jié)構(gòu)時(shí)同時(shí)獲得自旋態(tài)與空間相位信息，顯著提升探測(cè)靈敏度與信息維度，是當(dāng)前超快光學(xué)與結(jié)構(gòu)光物理領(lǐng)域的研究前沿。然而，現(xiàn)有方案在緊湊裝置中同時(shí)產(chǎn)生并靈活調(diào)控自旋-軌道角動(dòng)量方面仍面臨挑戰(zhàn)：自由電子激光設(shè)施成本高昂、結(jié)構(gòu)復(fù)雜；傳統(tǒng)高次諧波方案雖能產(chǎn)生極紫外輻射，但難以同時(shí)保持圓偏振特性和可控的軌道角動(dòng)量。
 

　　近期，科研團(tuán)隊(duì)提出利用斜入射圓偏振渦旋激光驅(qū)動(dòng)等離子體鏡的相對(duì)論振蕩鏡機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了自旋-軌道角動(dòng)量可控的明亮極紫外脈沖產(chǎn)生。三維粒子模擬結(jié)果表明：高次諧波在產(chǎn)生過程中保留了驅(qū)動(dòng)激光的圓偏振特性(自旋角動(dòng)量)，其軌道角動(dòng)量與諧波階次滿足線性拓?fù)潢P(guān)系，且該線性系數(shù)可由驅(qū)動(dòng)激光的拓?fù)浜伸`活調(diào)控。通過合成特定波段的諧波，可構(gòu)建具有可編程螺旋結(jié)構(gòu)的時(shí)空光束，例如單臂或多臂光彈簧。此外，參數(shù)掃描研究揭示了諧波轉(zhuǎn)換效率對(duì)激光強(qiáng)度、等離子體密度標(biāo)長(zhǎng)及入射角的依賴規(guī)律，驗(yàn)證了該方案的實(shí)驗(yàn)可行性與參數(shù)魯棒性。該方法為在緊湊平臺(tái)上產(chǎn)生具有多維光子角動(dòng)量調(diào)控能力的極紫外光源提供了新路徑，有望推動(dòng)阿秒手性光譜學(xué)、納米級(jí)磁成像及拓?fù)涔庾訉W(xué)等前沿領(lǐng)域的發(fā)展。相關(guān)成果受到了國(guó)家自然科學(xué)基金，中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作伙伴計(jì)劃，上海市自然科學(xué)基金，中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持。
 

　　引用：上海光機(jī)所在渦旋高次諧波產(chǎn)生和調(diào)控方面取得進(jìn)展 上海光學(xué)精密機(jī)械研究所【引用時(shí)間：2026年6月2日】