、冷雨欣研讨员、王铁军研讨员团队，针对高重频飞秒激光气体成丝自颤动的瓶颈问题，提出了一种有用提高高重频飞秒光丝及超接连谱（SC）白光光源指向安稳性的办法，有用按捺了空气光导发生的超接连谱白光激光的强度和光束指向颤动，成功在空气中发生了指向和强度安稳、大能量1kHz超接连谱白光激光。研讨成果对超接连谱白光激光的发生和使用以及其他依据光丝的二次辐射、成像和资料加工等使用具有极端重大意义。

  超接连谱白光激光因其超宽的光谱以及相干特性而十分重视，并在很多范畴中有重要使用，例如超快激光脉冲的发生与紧缩、高精度光学频率和时刻计量、大容量信息通讯、超快激光光谱和成像等。在上述使用中，超接连谱激光主要是经过固体资料或光子晶体光纤等发生，受限于固态资料的激光损害阈值，很难发生大能量超接连谱白光激光。

  经过飞秒激光气体成丝发生的超接连谱白光能够打破固体资料激光损害的限制，从而发生大能量的超接连谱光源。但随着成丝激光脉冲重复频率的升高（如到达千赫兹），光丝在气体中（如空气）的热扩散（毫秒量级）进程使得光丝区域内空气密度下降，脉冲累加发生热致气流扰动效应，导致高重频激光气体成丝的指向性颤动添加，给高重频飞秒激光成丝及其超接连谱光源使用等带来了应战，渐渐的变成了高重频激光气体成丝范畴公认的瓶颈问题。

  从光丝热致颤动的本源动身，研讨团队立异性地提出了在光丝上加载外部高压直流电场（如图1），经过外部直流电场按捺光丝等离子体复兼并延伸其寿数，使得在脉冲间隔时刻内因等离子体复合沉积在空气中的热量削减，以此来下降热扩散形成的气流扰度强度，在高电场下经过电晕放电发生的安稳的离子风战胜光丝自扰动气流。

  图1：（a）（b）试验设备示意图。（c）（d）未加载与加载直流高压电场（55kV）韶光丝及光导电晕的真彩图画。（e）（f）为未加载与加载直流高压电场（15kV）时的前向光斑。

  试验依据成果得出：在1kHz飞秒激光空气成丝邻近施加高压直流电场后，光丝及前向超接连谱白光激光的光斑方位散布规模显着减小，即指向安稳性提高（图2）。

  图2：不同高压下，光丝（a-d）及对应前向白光（e-h）光斑的方位散布图。(a-d）扩大了25倍，以便与（e-h）作比较。(a)(e) 0 kV；(b)(f) 2 kV；(c)(g) 30 kV；(d)(h) 50 kV。在未成丝、无高压时，泵浦光自在传输的光轴方位界说为（0，0）

  试验发现高重频光丝及前向超接连白光的空间指向安稳性提高了至少2倍（图3）。

  图3 ：(a) 1 kHz时前向超接连谱白光激光和光丝指向角的标准差（SDEV）与外加高压的函数联系。（b）不同激光重复率下，前向SC光（b）和光丝（c）散射角SDEV。（d）施加在光丝上的有用电场随加载高压的改变联系。

  一起，发现等离子体光丝和前向超接连谱白光指向方位也会在电场效果下发生移动（图4），从而证明了外电场与光丝等离子体间库伦相互效果的物理机制。

  图4：在不同正高压时，（a)前向超接连谱白光和(b)光丝位移量的试验与模仿成果。方位0表明无外加高压时的初始均匀方位，负位移是指光丝接近电极。

  此外，超接连谱白光光谱强度的安稳性也得到十分显着提高（图5），使用1 kHz/6.54 mJ飞秒激光脉冲在空气中成丝，得到了3.55 mJ 安稳的超接连谱白光光源。

  图5：(a)有（FIL+55 kV）和无（FIL）外直流高压时前向超接连谱白光光谱比照，未成丝（noFIL）初始激光光谱作为参阅。(b)不同外加高压下，超接连光谱强度的信噪比（1 kHz）。(c)超接连谱白光激光能量与泵浦激光能量的函数联系（聚集透镜焦距为1m）。

  该作业成功处理了现在高重频飞秒激光气体成丝的指向和强度颤动问题，此办法也适用于其它波段激光气体成丝，研讨成果不仅为空气中发生高重频安稳大能量超接连白光光源拓荒了路途，也为依据高重频光丝的二次辐射源、成像和资料微加工等其他使用拓宽了新的机会。（来历：LightScienceApplications微信大众号）