单个圆偏振阿秒脉冲发生方法及系统

1.本发明属于阿秒脉冲技术领域，具体是涉及到一种单个圆偏振阿秒脉冲发生方法及系统。


背景技术：

2.自1960年激光器诞生以来，激光技术得到了迅猛的发展，现在已经广泛应用于科学研究、材料加工、医疗等领域。随着技术发展，激光器所输出的激光脉冲的宽度也从原先的纳秒(1纳秒＝10-9
秒)量级至皮秒(1皮秒＝10-12
秒)量级，缩短至目前的飞秒(1飞秒＝10-15
秒)量级。
3.具备阿秒(1阿秒＝10-18
秒)宽度的脉冲，因其前所未有的空间分辨率和时间分辨率而成为检测和控制超快微观现象的独特工具，其应用包括超快生物医学成像、原子和分子探测过程以及惯性约束聚变实验中的诊断。而单个圆偏振阿秒脉冲不仅可以用于阿秒时间尺度内清晰的实时成像和超快现象的精确控制，并且其作为一种手性光源，还能用于识别物质手性、研究物质磁性、探测微观粒子的自旋动力学等，在物理、化学、生物等前沿科学领域中都有着广阔应用前景。
4.2011年，ji等人提出了少周期圆偏振激光驱动近临界密度等离子体产生单个圆偏振阿秒脉冲的方案。随着激光有质动力逐步增大，等离子体靶面可以被持续稳定地推向靶内，并积攒出强大的静电能。当激光有质动力减弱时，静电能转化为靶面电子的动能。由于驱动激光为少周期激光，靶面电子回弹时会对入射激光进行单次剧烈压缩，从而产生单个阿秒脉冲。
5.2020年，wang等人研究发现，当少周期圆偏振激光正入射超薄箔时，激光场的有质动力足以将靶面电子全部推出离子层，从而产生巨大的电荷分离场，并形成一个致密超薄的电子层。当电子层开始回弹时，会成为一个高质量的相对论电子反射镜，且这个电子镜逆着激光脉冲的尾部传播。因而激光在这一电子镜上可以被有效地反射并被压缩。虽然电子层实际上会持续进行多次振荡，但由于每次振荡的幅度不一致，因此可以通过合适滤波和调整参数条件来获得单个阿秒脉冲。
6.然而，这两种方法所产生的阿秒脉冲难以同时满足高强度和高椭偏度的要求，且具体的参数匹配条件都是不清楚的，具体来说，当由脉宽较短的圆偏振激光脉冲驱动时，靶面的反弹速度会更快，但由于圆偏振激光的两个横向正交分量之间存在π/2的相位差，因此短脉宽激光的下降沿的p分量和s分量的能量差较大，导致产生的阿秒脉冲的椭偏度也会较小。而如果是在长脉宽激光脉冲的驱动下，靶面的回弹速度又太慢，这不仅会导致谐波辐射效率低，而且由于靶面对激光的压缩时间短，所以合成阿秒脉冲的椭偏度也会小。
7.综上所述，虽然研究者们基于相对论激光与等离子体相互作用已经提出了可以得到单个圆偏振阿秒脉冲的理论方案，但仍旧存在许多问题亟需解决。首先，这些理论方案的驱动光源都限制在了少周期激光脉冲，这给实验提出了比较高的要求。其次，目前很难同时保证所产生阿秒脉冲的高强度和高椭偏度。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是提供一种脉宽限制要求低前提下可产生高强度和高椭偏度阿秒脉冲的单个圆偏振阿秒脉冲发生方法及系统。
9.本发明提供一种单个圆偏振阿秒脉冲发生方法，包括如下步骤：
10.激光脉冲发生装置发射激光脉冲ⅰ并在延迟设定时间之后发射激光脉冲ⅱ，激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ为同向旋转的圆偏振激光；
11.激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ经过入射激光聚焦装置聚焦，激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ聚焦后共线传输，并通过拍频效应形成为一个合成激光，合成激光包括一个相互连接的主脉冲和尾脉冲；
12.合成激光射向等离子体靶，其主脉冲上升沿剧烈压缩等离子体靶的靶面，当主脉冲下降沿作用时靶面高速回弹，回弹过程中使主脉冲的反射部分产生畸变，等离子体靶的靶面在高速压缩完主脉冲之后，继续对与主脉冲相连的尾脉冲进行持续压缩，尾脉冲也随之从靶面反射；
13.反射激光经过滤波装置获得单个阿秒脉冲。
14.更进一步地，所述激光脉冲发生装置发射激光脉冲ⅰ并在延迟设定时间之后发射激光脉冲ⅱ包括：
15.所述激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ的脉宽和频率满足：τ2/6＜|π/(ω
2-ω1)|＜τ2，其中，|π/(ω
2-ω1)|为合成激光中由拍频决定的主脉冲的宽度，ω1为激光脉冲ⅰ的频率，ω2为激光脉冲ⅱ的频率，τ2为激光脉冲ⅱ的脉宽。
16.更进一步地，所述合成激光包括一个相互连接的主脉冲和尾脉冲包括：
17.主脉冲的脉宽不长于激光脉冲ⅱ的脉宽；主脉冲的强度不低于激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ的强度。
18.更进一步地，所述合成激光射向等离子体靶包括：所述合成激光沿等离子体靶轴线入射。
19.更进一步地，所述激光脉冲发生装置发射激光脉冲ⅰ并在延迟设定时间之后发射激光脉冲ⅱ包括：
20.所述激光脉冲ⅰ的波长为1μm、脉宽为33fs、峰值强度为9.85
×
10
19
w/cm2、光斑半径为8-15μm；
21.所述激光脉冲ⅱ的波长为0.8μm、脉宽为16fs、峰值强度为1.08
×
10
21
w/cm2、光斑半径为8-15μm；
22.所述延迟设定时间为4.95fs。
23.更进一步地，所述合成激光射向等离子体靶包括：
24.所述等离子体靶为平板靶，厚度不小于1μm，密度为8.92
×
10
21
cm-3
。
25.更进一步地，所述反射激光经过滤波装置获得单个阿秒脉冲包括：
26.所述滤波装置为极紫外波段的可调谐滤波器，滤波范围可调谐至30-100nm。
27.本发明还提供一种单个圆偏振阿秒脉冲发生系统，包括激光脉冲发生装置、入射激光聚焦装置、等离子体靶和滤波装置；
28.所述激光脉冲发生装置包括两个激光脉冲发射器，两个激光脉冲发射器分别用于产生激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ；
29.所述入射激光聚焦装置设置在激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ的光路上，用于将激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ聚焦后沿所述等离子体靶的轴线共线传输；
30.所述滤波装置设置在等离子体靶的反射光路上，用于将反射激光进行滤波，获得阿秒脉冲。
31.更进一步地，两个所述激光脉冲发射器所发射的激光脉冲频率可调谐，峰值强度可调节，所述滤波装置的滤波范围可调谐。
32.更进一步地，所述等离子体靶和滤波装置之间还设置有反射激光聚焦装置，所述反射激光聚焦装置设置在等离子体靶的反射光路上，用于将反射激光聚焦后发射至所述滤波装置。
33.本发明的有益效果是，本发明使用两个同向旋转的圆偏振激光，经过延迟设定时间发射后再共线传输，并通过拍频效应合成为一个合成激光，合成激光与等离子体靶相互作用，合成激光在近临界密度等离子体中的单次快速压缩，相较于相同能量的单色圆偏振激光方案，本发明所产生的合成激光中主脉冲具有更为陡峭的激光下降沿，因此可以驱动等离子体靶面进行更为剧烈的单次压缩，因此可以更高效地产生单个阿秒脉冲；等离子体靶的靶面在高速压缩完主脉冲之后，会继续对与主脉冲相连的尾脉冲进行持续压缩；尾脉冲使得被回弹电子层压缩的两个偏振方向的激光能量尽可能相等从而保证了阿秒脉冲的高椭偏度。因此本发明不仅可以有效提高产生阿秒脉冲的强度和能量转化效率，同时还可以保障单个阿秒脉冲的高椭偏度，另外，还可以使用较长脉宽的驱动激光脉冲来产生单个高椭偏度的阿秒脉冲，放宽了产生单个阿秒脉冲对驱动激光脉宽的限制，实验可行性更高。
附图说明
34.附图1为本发明的结构示意图；
35.附图2为本发明单个圆偏振阿秒脉冲产生示意图；
36.附图3为本发明具体实施例与对比例的主要物理过程对比图；
37.附图4为本发明具体实施例与对比例的反射激光脉冲及产生的阿秒脉冲参数对比图；
38.附图5为本发明具体实施例与对比例所产生阿秒脉冲的能量转化效率、强度及椭偏度与驱动激光的延迟时间及能量比的依赖关系图；
39.附图6为带有预等离子体的近临界密度等离子体靶的表面所产生的阿秒脉冲的特性。
40.在图中，1-激光脉冲发生装置；2-入射激光聚焦装置；3-等离子体靶；4-反射激光聚焦装置；5-滤波装置。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用
于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
43.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
46.如附图1-6所示，本发明提供一种单个圆偏振阿秒脉冲发生方法，包括如下步骤：
47.激光脉冲发生装置1发射激光脉冲ⅰ之后延迟设定时间发射激光脉冲ⅱ，其中，激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ为同向旋转的圆偏振激光，设定时间的取值范围为0-20fs，优选采用4.95fs，通过设定一定的延迟时间，可以使激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ强度较高的部分重合，有利于主脉冲的峰值的提高；
48.激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ经过入射激光聚焦装置聚焦，激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ聚焦后共线传输，并通过拍频效应形成为一个合成激光，其中，合成激光包括一个相互连接的主脉冲和尾脉冲，通过拍频效应后，主脉冲的脉宽短于激光脉冲ⅱ的脉宽，主脉冲的强度大于激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ的强度，此时，合成激光的下降沿会变得比激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ的下降沿更陡峭，可以实现在合成脉冲射向等离子体靶3的靶面后形成比激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ更剧烈的单次振荡；而尾脉冲则为激光脉冲ⅰ后续部分，相较于主脉冲的强度弱，除主脉冲引起的振荡外不会再引起其余有效的靶面振荡；
49.合成激光射向等离子体靶3并回弹反射形成反射激光，其中，合成激光的主脉冲高速压缩等离子体靶3的靶面，当主脉冲的峰值位置到达靶面之后，主脉冲的下降沿部分继续射向靶面，同时靶面高速回弹，回弹过程中，通过相对论多普勒效应，主脉冲的反射部分产生畸变，波形的畸变即意味着引入了高频成分，从而可以有效提高产生阿秒脉冲的强度和能量转化效率，等离子体靶3的靶面在高速压缩完主脉冲之后，会继续对与主脉冲相连的尾脉冲进行持续压缩，尾脉冲也随之从靶面反射；尾脉冲使得被回弹电子层压缩的两个偏振方向的激光能量尽可能相等从而保证了阿秒脉冲的高椭偏度。
50.反射激光经过滤波装置5过滤两侧频率较低及可能存在非物理的高频噪音的部分，留下强度高且属于xuv波段内的部分，进而获得高强度且高椭偏度的单个阿秒脉冲。
51.本发明使用两个同向旋转的圆偏振激光，经过延迟设定时间发射后再共线传输，并通过拍频效应合成为一个合成激光，合成激光与等离子体靶3相互作用，合成激光在近临界密度等离子体中的单次快速压缩，相较于相同能量的单色圆偏振激光方案，本发明所产生的合成激光中主脉冲具有更为陡峭的激光下降沿，因此可以驱动等离子体靶3面进行更
为剧烈的单次压缩，因此可以更高效地产生单个阿秒脉冲；等离子体靶的靶面在高速压缩完主脉冲之后，会继续对与主脉冲相连的尾脉冲进行持续压缩，尾脉冲也随之从靶面反射；尾脉冲使得被回弹电子层压缩的两个偏振方向的激光能量尽可能相等从而保证了阿秒脉冲的高椭偏度。因此本发明不仅可以有效提高产生阿秒脉冲的强度和能量转化效率，同时还可以保障单个阿秒脉冲的高椭偏度，另外，还可以使用较长脉宽的驱动激光脉冲来产生单个高椭偏度的阿秒脉冲，放宽了产生单个阿秒脉冲对驱动激光脉宽的限制，实验可行性更高。
52.在其中一个实施例中，所述激光脉冲发生装置1发射激光脉冲ⅰ之后延迟设定时间发射激光脉冲ⅱ包括：
53.所述激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ的脉宽和频率满足：τ2/6＜|π/(ω
2-ω1)|＜τ2，其中，|π/(ω
2-ω1)|为合成激光中由拍频决定的主脉冲的宽度，ω1为激光脉冲ⅰ的频率，ω2为激光脉冲ⅱ的频率，τ2为激光脉冲ⅱ的脉宽。在此基础上，即通过调节合适的双色激光的延迟时间、能量比、初始相位差、脉宽等条件，驱动激光就可以被调制成携带有尾脉冲的主脉冲的合成激光，在主脉冲下降沿产生单个阿秒脉冲之后，尾脉冲使得被回弹电子层压缩的两个偏振方向的激光能量尽可能相等，从而保障了产生的阿秒脉冲的椭偏度，这意味着可以使用较长的驱动激光脉冲来产生单个高椭偏度的阿秒脉冲，放宽了产生单个阿秒脉冲对驱动激光脉宽的限制，实验可行性更高。
54.在其中一个实施例中，所述合成激光包括一个相互连接的主脉冲和尾脉冲包括：
55.主脉冲的脉宽短于激光脉冲ⅱ的脉宽；主脉冲的强度大于激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ的强度，以此使所产生的阿秒脉冲具有更高的强度和更高的能量转化效率。
56.在其中一个实施例中，所述合成激光射向等离子体靶3包括：所述合成激光沿等离子体靶3轴线入射，由于合成激光为圆偏振激光，其入射角越小，产生的阿秒脉冲的椭偏度越高。因此优选合成激光沿等离子体靶3轴线入射，此时合成激光的入射角为零，有效提高阿秒脉冲的椭偏度。
57.在其中一个实施例中，所述激光脉冲发生装置发射激光脉冲ⅰ并在延迟设定时间之后发射激光脉冲ⅱ包括：
58.所述激光脉冲ⅰ的波长为1μm、脉宽为33fs、峰值强度为9.85
×
10
19
w/cm2、光斑半径为8-15μm；
59.所述激光脉冲ⅱ的波长为0.8μm、脉宽为16fs、峰值强度为1.08
×
10
21
w/cm2、光斑半径为8-15μm；
60.所述延迟设定时间为4.95fs。
61.本实施例中，所述合成激光射向等离子体靶3：
62.所述等离子体靶3为平板靶，厚度不小于1μm，密度为8.92
×
10
21
cm-3
。保证平板靶不被打穿。
63.本实施例中，反射激光经过滤波装置5获得单个阿秒脉冲：
64.所述滤波装置5为极紫外波段的可调谐滤波器，滤波范围可调谐至30-100nm。
65.本发明还提供一种单个圆偏振阿秒脉冲发生系统，包括激光脉冲发生装置1、入射激光聚焦装置2、等离子体靶3和滤波装置5；
66.所述激光脉冲发生装置包括两个激光脉冲发射器，两个激光脉冲发射器分别用于
产生激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ，两个激光脉冲发射器可通过控制其发射时间使激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ延迟设定时间发射；
67.所述入射激光聚焦装置设置在激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ的光路上，用于将激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ聚焦后沿所述等离子体靶3的轴线共线传输；
68.所述滤波装置5设置在等离子体靶3的反射光路上，用于将反射激光进行滤波，获得阿秒脉冲。
69.在其中一个实施例中，两个所述激光脉冲发射器所发射的激光脉冲频率可调谐，峰值强度可调节，所述滤波装置5的滤波范围可调谐，便于进行参数调整，简化实验操作。
70.在其中一个实施例中，所述等离子体靶3和滤波装置5之间还设置有反射激光聚焦装置4，所述反射激光聚焦装置4设置在等离子体靶3的反射光路上，用于将反射激光聚焦后发射至所述滤波装置5，便于光路布置。
71.本发明的具体工作原理：
72.本发明使用相对论多普勒频移技术来产生超短(阿秒量级)超强(相对论强度)的单个圆偏振脉冲。当达到相对论强度的圆偏振激光(主脉冲)正入射等离子体靶3时，靶面会在激光洛伦兹力的作用下运动。此处，e
l
是作用在等离子体靶3面上的瞬时激光电场，b
l
是作用在等离子体靶3面上的瞬时激光磁场，v是等离子体靶3面的瞬时运动速度。当等离子体靶3面以近光速与激光相向运动时，就会在反射激光的频域引入相对论多普勒频移。这一具体过程是，由于相对论多普勒效应，激光的能量和波长均会在与之相向运动的靶面反射过程中获得强烈压缩。此时反射激光的波形将发生畸变，即引入了高频信号，经由滤波器截取所需频段后，便可合成阿秒脉冲。此外，在反射激光的尾部也有持续的微弱形变，这意味着靶面在对主脉冲下降沿部分压缩完后，仍会对尾脉冲进行持续微弱的压缩，因此可以保证所产生阿秒脉冲的椭偏度却不会产生额外的强阿秒脉冲。
73.本发明提供具体实施例和两个对比例进行效果验证包括：
74.具体实施例具体为：
75.激光脉冲ⅰ的波长为1μm、峰值强度为9.85
×
10
19
w/cm2、光斑半径为8-15μm，脉宽为τ1＝10t1＝33fs；
76.激光脉冲ⅱ的波长为0.8μm、峰值强度为1.08
×
10
21
w/cm2、光斑半径为8-15μm；脉宽为τ2＝6t2＝4.8t1＝16fs；
77.激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ的延迟时间δd＝1.5t1、激光脉冲ⅱ/(激光脉冲ⅰ+激光脉冲ⅱ)的能量比为w＝0.84；在附图3-4中标记为(c)。
78.对比例一是波长为1μm、脉宽为τ1＝10t1＝33fs、峰值强度为6.16
×
10
20
w/cm2、光斑半径为8-15μm的单色圆偏振激光；在附图3-4中标记为(a)。
79.对比例二是波长为0.8μm、脉宽为τ2＝6t2＝4.8t1＝16fs、峰值强度为1.28
×
10
21
w/cm2、光斑半径为8-15μm的单色圆偏振激光；在附图3-4中标记为(b)。
80.其中，对比例一、对比例二和本发明的具体实施例的激光总能量一致。
81.图3中(a
‑ⅰ
)、(b
‑ⅰ
)和(c
‑ⅰ
)分别为对比例一、对比例二和具体实施例的靶面电子的时空演化图，其插图为靶面最大推进位移处的电子密度分布，其中nc＝1.11
×
10
21
cm-3
为电子密度的归一化系数；(a
‑ⅱ
)、(b
‑ⅱ
)和(c
‑ⅱ
)分别为对比例一、对比例二和具体实施例的靶面典型电子的纵向受力分布(静电力fs，洛伦兹力f
l
，合力f
x
)以及归一化速度β
x
＝v
x
/c；
(a
‑ⅲ
)、(b
‑ⅲ
)和(c
‑ⅲ
)分别为对比例一、对比例二和具体实施例的辐射时间的纵向洛伦兹因子
82.从图3可以看出，相对于相同能量下的两个单色圆偏振的子脉冲，本发明通过合适延迟及能量比下所合成的驱动场，可以将等离子体靶3的靶面推至更深的位置，从而积攒更强大的静电能，因此在辐射时刻的靶面电子的回弹速度也会加快。
83.图4中(a
‑ⅰ
)、(b
‑ⅰ
)和(c
‑ⅰ
)分别为对比例一、对比例二和具体实施例的反射激光波形图，其中er＝3.21
×
10
12
v/m为激光电场的归一化系数；(a
‑ⅱ
)、(b
‑ⅱ
)和(c
‑ⅱ
)分别为对比例一、对比例二和具体实施例的反射激光频谱，其中ir＝1.37
×
10
18
w/cm2为激光强度的归一化系数；(a
‑ⅲ
)、(b
‑ⅲ
)和(c
‑ⅲ
)分别为对比例一、对比例二和具体实施例中的反射激光滤波后合成的阿秒脉冲的空间分布；(a
‑ⅳ
)、(b
‑ⅳ
)和(c
‑ⅳ
)分别为对比例一、对比例二和具体实施例中反射激光滤波后合成的阿秒脉冲的椭偏度，e为对应的椭偏度。
84.从图4可以看出，相对于对比例一和对比例二，本发明中的驱动场可以引起更高的靶面电子回弹速度，因此可以在反射过程当中被回弹电子压缩得更为剧烈，这体现在反射激光波形发生更为明显的畸变，从而更有效地产生一个连续谱。这一连续谱也就标志着单个阿秒脉冲辐射的发生。并且，在反射激光的尾部也有持续的微弱形变，这意味着靶面仍在对尾脉冲进行持续微弱的压缩，可以保证所产生阿秒脉冲的椭偏度却不会产生额外的强阿秒脉冲。因此，当该发明中在靶面的反射激光经由xuv波段滤波器滤波后，就可以获得更强(c
‑ⅲ
)且更高椭偏度(c
‑ⅳ
)的单个阿秒脉冲。
85.图5(a-c)中双色激光的激光脉冲ⅰ和激光脉冲ⅱ脉冲成分分别为波长为λ1＝1μm、脉宽为τ1＝10t1＝33fs和波长为λ2＝0.8μm、脉宽为τ2＝6t2＝4.8t1＝16fs的单色圆偏振激光。
86.图5中(a)、(b)、(c)分别为阿秒脉冲的能量转化效率、阿秒脉冲的峰值强度和阿秒脉冲的椭偏度。
87.图5(d-e)中双色激光的子脉冲成分分别为波长为λ1＝1μm、脉宽为τ1＝18t1＝60fs和波长为λ2＝λ1/1.1＝0.91μm、脉宽为τ2＝12t2＝12t1/1.1＝36.36fs的单色圆偏振激光。
88.图5中(d)、(e)、(f)分别为阿秒脉冲的能量转化效率、阿秒脉冲的峰值强度和阿秒脉冲的椭偏度。
89.图5可以看出，通过改变双色激光的延迟时间和能量比，在比较宽泛的参数区间范围内，本发明方法可以产生同时满足高强度且高椭偏度的单个圆偏振脉冲，这一点即便是对于少周期单色圆偏振激光也是很难做到的。表面本方法可以使用较长脉宽的驱动激光脉冲来产生单个高椭偏度的阿秒脉冲，放宽了产生的单个阿秒脉冲对驱动激光脉宽的限制。
90.图6为带有预等离子体的近临界密度等离子体靶3的表面所产生的阿秒脉冲的特性；
91.图6中可以看出，当等离子体靶3的靶面附着了密度标长为l＝0.1λ1＝0.1μm的指数型分布的预等离子体时，该发明系统所产生的阿秒脉冲依旧可以产生高椭偏度且高强度的单个圆偏振阿秒脉冲，且与之前无预等离子体分布情况下的结果基本保持一致。因此，对于携带有预脉冲的初始入射激光来说，这一点也是十分有利的。其中，a
p
和as分别代表产生阿秒脉冲的归一化电场沿着p偏振方向和s偏振方向的分量，以此，本发明变更设计为将近临界密度等离子体替换为具有不同密度标长预等离子体的低密度等离子体靶，由频率不等
的双色同向旋转的圆偏振激光脉冲驱动这类等离子体靶在合适参数匹配条件下也可产生单个圆偏振阿秒脉冲。
92.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。