释放HHG效率：驱动脉冲持续时间的作用
光学
2025-10-07 v1
摘要
高次谐波生成（HHG）是实现紧凑型高亮度极紫外（XUV）和软X射线源的关键技术，这些源对于推动基础科学和应用科学的发展至关重要。具有可调波长、功率和脉冲持续时间的先进驱动激光器为优化基于HHG的源提供了新的机会。虽然波长的尺度律已广为人知，但本工作聚焦于脉冲持续时间对HHG效率的影响，提出一种将微观动力学与宏观性能相联系的统一框架。我们在相位匹配条件下建立了单原子偶极矩的实用尺度律，显示出在515 nm波长下呈现1/t依赖。通过将这种微观尺度律与宏观转换效率相联系，我们提供了在不同气体和驱动波长下优化HHG输出的明确指导。此外，我们识别出包括载波端相（CEP）走线在内的根本约束，该约束在更长的驱动波长上限制效率，并在非常短的脉冲中尤为重要。所有预测都基于简单易用的公式，无需复杂的数值模拟。实验验证了这些预测，强调在CEP走线和吸收效应最小化的情景下，短脉冲尤为有利。这些发现为设计下一代HHG源（具备瓦特级平均功率和扩展光谱覆盖范围）提供了实用原则，使基于XUV和软X射线的HHG源更加灵活和强大。
引用
@article{arxiv.2510.04259,
title = {Unleashing HHG Efficiency: The Role of Driving Pulse Duration},
author = {Robert Klas and Martin Gebhardt and Jan Rothhardt and Jens Limpert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.04259},
year = {2025}
}