中國計量科學研究院超短脈沖激光測量研究取得突破性進展
日期：2020-08-24 09:08:32 / 人氣： /
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日前，由中國計量科學研究院承擔的國家“十一五”科技支撐課題“飛秒脈沖激光參數(shù)測量新技術研究”通過專家驗收。該課題自主研制的飛秒脈沖自相關儀和飛秒脈沖光譜相位相干儀實現(xiàn)了飛秒脈沖激光參數(shù)的準確測量，課題組提出的飛秒脈沖光譜相位還原方法降低了傳統(tǒng)方法的測量不確定度，將我國飛秒脈沖激光參數(shù)的準確度提高到國際領先水平。
飛秒是時間單位，1飛秒相當于10-15秒。它有多快呢？我們知道，光速是1秒鐘30萬公里，而在一飛秒內，光只能走0.3微米，相當于一根頭發(fā)絲的1%。飛秒脈沖是人類目前在實驗室條件下所能獲得的在可見光至近紅外波段的最短脈沖。它以其獨具的持續(xù)時間極短、峰值功率極高、光譜寬度極寬等優(yōu)點，在物理學、生物學、化學、光通訊、外科醫(yī)療、精細加工制造及超小器械制造等領域得到廣泛的應用。如何準確地測量超短脈沖信息已成為飛秒脈沖研究領域迫切需要解決的難題。
該課題成功解決了這一技術難題，實現(xiàn)了超短脈沖時域參數(shù)的精確測量，對于超短脈沖的更深一步的研究和應用具有重要意義。多家國際同行研究單位引用課題組提出的新技術成功解決了超短脈沖研究和應用中存在的技術問題，極大地提升了我國在超短脈沖激光參數(shù)測量領域的國際地位。
據(jù)課題負責人鄧玉強博士介紹，課題組在成功解決飛秒級超短脈沖參數(shù)測量的基礎上，又展開了皮秒級超短脈沖測量的研究。皮秒脈沖處于納秒脈沖和飛秒脈沖之間的帶隙（1皮秒=10-12秒），它的光譜相對較窄，難以使用測量飛秒脈沖的光譜干涉技術，而傳統(tǒng)的自相關儀器又存在量程范圍小，需要標定校準，測量準確度不高等諸多問題。為解決這些問題，課題團隊又自主研發(fā)了一種新技術和裝置，實現(xiàn)了亞十飛秒（10-14秒）至數(shù)百皮秒（10-10秒）寬度范圍內超短脈沖的精確測量，能得到強度自相關和條紋分辨自相關兩種結果。該裝置可實現(xiàn)測量的自校準，不僅提高了皮秒級激光脈沖寬度的測量準確度，而且擴大了超短脈沖參數(shù)測量的量程，進一步提高了我國超短脈沖激光時域參數(shù)的測量能力。
