高次諧波在生命科學(xué)和材料化學(xué)中的應(yīng)用

高次諧波產(chǎn)生的原理，可以簡單的描述為：在強(qiáng)場激光的作用下，原子會發(fā)生多種電離現(xiàn)象（閾上電離，隧穿電子，越勢壘電離）；電子在脫離原子核后，成為自由電子，并在強(qiáng)場中加速，增加了電子勢能；在特定力的作用下，又會以一定的概率返回母核，并輻射出高能諧波光子。

高次諧波不僅有重要的理論研究價值，而且還有重要的實(shí)用價值。

首先，利用高次諧波可以獲得相干的，窄脈寬的，紫外和X射線源。這為生命科學(xué)，材料化學(xué)等的研究，提供了必不可少的工具。例如實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)獲得了水窗波段的高次諧波輻射，（在水窗波段，2.3?4.4nm，氧原子的吸收要比碳原子的小得多，所以這對于活的生物細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的顯微成像具有重大意義。同時，高次諧波輻射在需要時間和空間分辨的微觀超快過程研究上，有著較多的應(yīng)用，例如激光等離子體的論斷，原子內(nèi)殼層的光電子和雙光子電離，材料科學(xué)和化學(xué)中的表面物理和化學(xué)研究，半導(dǎo)體的全息光刻，原子團(tuán)簇的電子和幾何結(jié)構(gòu)研究等。

其次，高次諧波輻射是獲得阿秒相干脈沖光源的首先。并且是突破阿秒光源。一旦突破阿秒界限，人類有可能實(shí)現(xiàn)原子尺度內(nèi)時間分辨的夢想，如復(fù)雜分子中的電荷躍遷，分子中價電子的運(yùn)動狀態(tài)，等等。

高次諧波光源的特點(diǎn)

1.相干性好

2.深紫外波段

3.窄脈寬

相關(guān)設(shè)備

審核編輯黃宇