近期，先进材料测试技术研究中心在超高重复频率极紫外超快相干脉冲光源的实验中取得了新进展。该超快极紫外光源由千赫兹激光物理实验团队负责搭建，利用商用超高重复频率飞秒激光器，结合脉冲腔外再压缩技术，搭建了基于惰性气体的高次谐波产生、探测及应用的真空线路（如图-1所示），并结合精确理论模拟及实验控制，成功获得了重复频率达1MHz、波长范围从29nm到50nm（最高阶次为33阶）、单阶次谐波光子通量达1Х1010photons/s的超快相干极紫外光源（如图-2所示）。
图-1 超高重复频率极紫外超快相干光源实验现场。
图-2 气体高次谐波极紫外波段实验光谱：左图为氩气谐波光谱，右图为氪气谐波光谱。
本实验室千赫兹激光物理实验团队与北京波量科技有限公司共同研发了两套腔外脉冲再压缩系统：基于充气空芯光纤（HCF）和多通道气体单元（MPC）模块，实现6-10倍的脉冲宽度压缩率，两套系统分别可实现能量转换效率为60% 和90%。 腔外再压缩后的激光脉冲，可实现输出功率40W到60W，脉宽25飞秒到35飞秒（1飞秒=10-15秒）。最终通过将其聚焦与惰性气体相互作用，产生高次谐波信号，结合实验参数的精准优化，从而获得高亮度极紫外波段的超快相干光源，并通过自主研发的光谱仪，对极紫外光谱进行了精确表征。
高次谐波技术不仅可实现极短脉冲波长，结合其频谱宽和相位匹配的特性，可以产生阿秒脉冲（10-18秒）。该实验团队也将致力于进一步推进更短脉冲波长（更高光子能量）和实现阿秒脉冲的时谱诊断与控制，促进其广泛应用。此极紫外超快光源具有光学品质优、光子能量高、光子通量大、波长可调谐且与驱动激光源同步等优点，将在极紫外光学元件表征、相干衍射成像、等离子体探测、先进材料及原子分子散射超快动力学研究等方面发挥重要的作用。
