基于固體薄片超連續(xù)飛秒光源驅(qū)動(dòng)的高次諧波產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)?

劉陽陽 趙昆 何鵬 江昱佼 黃杭東 滕浩 魏志義?

1)(中國科學(xué)院物理研究所,北京凝聚態(tài)物理國家實(shí)驗(yàn)室,北京 100190)

2)(中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

3)(西安電子科技大學(xué)物理與光電工程學(xué)院,西安 710126)

基于固體薄片超連續(xù)飛秒光源驅(qū)動(dòng)的高次諧波產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)?

劉陽陽1)2)趙昆1)?何鵬3)江昱佼3)黃杭東3)滕浩1)魏志義1)2)?

1)(中國科學(xué)院物理研究所,北京凝聚態(tài)物理國家實(shí)驗(yàn)室,北京 100190)

2)(中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

3)(西安電子科技大學(xué)物理與光電工程學(xué)院,西安 710126)

(2017年4月7日收到;2017年5月10日收到修改稿)

本文報(bào)道了采用基于熔石英薄片超連續(xù)的少周期飛秒光源驅(qū)動(dòng)高次諧波產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)研究.實(shí)驗(yàn)中通過將重復(fù)頻率1 kHz的飛秒鈦寶石激光放大器所輸出的能量0.8m J、脈寬30 fs的脈沖聚焦到7片0.1 mm厚的熔融石英片中,得到了覆蓋帶寬大于倍頻程的展寬光譜.利用啁啾鏡補(bǔ)償色散后,經(jīng)瞬態(tài)光柵頻率分辨光學(xué)開關(guān)法測(cè)得脈寬為6.3 fs,對(duì)應(yīng)約2.3個(gè)光學(xué)周期.利用壓縮后的激光脈沖聚焦作用于惰性氣體,并通過調(diào)節(jié)尖劈插入量改變脈寬,分別測(cè)得了分立以及連續(xù)的高次諧波截止區(qū)信號(hào),結(jié)果與6.3 fs的脈沖寬度相符合.

超連續(xù)光源,非線性光譜展寬,高次諧波

1 引 言

高能量周期量級(jí)飛秒激光在載波包絡(luò)相位(carrier-envelope phase,CEP)鎖定[1]、相干合成[2]、高次諧波產(chǎn)生[3]以及孤立阿秒脈沖產(chǎn)生[4]等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,尤其在孤立阿秒脈沖產(chǎn)生方面,周期量級(jí)飛秒激光具有非常重要的優(yōu)勢(shì).作為原子、分子以及光物理領(lǐng)域的重要前沿分支,阿秒物理一直是人們的研究熱點(diǎn).雖然目前人們已經(jīng)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了脈寬短至67 as的孤立阿秒激光脈沖[5],但是由于效率太低[6,7],使得其能量非常低,而過低的脈沖能量又進(jìn)一步限制了孤立阿秒脈沖的應(yīng)用.目前,阿秒激光領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題就是如何提升孤立阿秒脈沖的能量;而提升驅(qū)動(dòng)激光的能量,采用高能量周期量級(jí)的飛秒激光作為驅(qū)動(dòng)光源,是最為直接且有效地提升孤立阿秒脈沖能量的方法[8].

為了獲得高能量的周期量級(jí)飛秒激光,一個(gè)最有效的技術(shù)方法就是先獲得高能量的超連續(xù)光譜.自激光誕生以來[9],基于自相位調(diào)制的光譜展寬一直是人們的研究熱點(diǎn)[10].目前,利用空芯光纖進(jìn)行光譜展寬是獲得具有一定能量的周期量級(jí)飛秒激光最常用的單元技術(shù),并已獲得了產(chǎn)生倍頻程超連續(xù)光譜的結(jié)果,支持1-3個(gè)光周期的傅里葉變換極限脈沖[11,12],并具有光譜寬、光束質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn).但是,空芯光纖也存在一些固有的缺點(diǎn),比如,效率只有大約50%,光譜及能量不穩(wěn)定,調(diào)節(jié)復(fù)雜等.最重要的是,由于芯徑限制,空芯光纖無法產(chǎn)生大能量的周期量級(jí)飛秒激光.因此,發(fā)展新的高能量周期量級(jí)的飛秒光源就顯得極為重要.

針對(duì)上述問題,近年來人們發(fā)展了一種采用固體介質(zhì)展寬飛秒激光光譜的方法[13],盡管在一定程度上能夠解決空芯光纖展寬光譜帶來的問題,但是目前所能得到的能量限制在100μJ量級(jí),如何得到更高能量的結(jié)果,仍是需要進(jìn)一步研究的問題.為此,我們利用七片熔融石英薄片,通過展寬1 kHz重復(fù)頻率的飛秒鈦寶石放大激光輸出的脈沖光譜,結(jié)合色散補(bǔ)償?shù)玫搅?.68m J,6.3 fs的周期量級(jí)飛秒激光輸出[14].本文進(jìn)一步利用該激光驅(qū)動(dòng)惰性氣體,進(jìn)行了高次諧波產(chǎn)生(HHG)實(shí)驗(yàn),通過調(diào)節(jié)尖劈插入量改變脈寬,得到了截止區(qū)分立和連續(xù)的HHG信號(hào),結(jié)果與周期量級(jí)飛秒激光產(chǎn)生高次諧波的特點(diǎn)一致,同時(shí)也說明了壓縮后的脈沖寬度到了周期量級(jí).

2 實(shí)驗(yàn)原理

超短激光脈沖在介質(zhì)中產(chǎn)生光譜展寬的機(jī)理主要是自相位調(diào)制過程.而自相位調(diào)制發(fā)生時(shí),不可避免地存在自聚焦現(xiàn)象.如果固體材料較厚,自聚焦過程會(huì)逐漸加強(qiáng),導(dǎo)致電離、多光子吸收等不利的非線性過程,最終導(dǎo)致光束變差以及材料損傷.為此,我們采用7片薄的固體材料并分開放置的方法.放置時(shí)需要注意：1)要控制好激光的峰值功率密度,過低對(duì)光譜展寬不利,過高容易引入不利的非線性過程進(jìn)而損傷光束質(zhì)量及材料;2)要計(jì)算好光束的瑞利距離,薄片的位置一般在瑞利距離范圍內(nèi);3)要有序地放置熔融石英薄片.第一片熔融石英薄片應(yīng)放置在激光焦點(diǎn)前,激光與第一片薄片相遇時(shí),自相位調(diào)制過程導(dǎo)致光譜展寬,自聚焦過程導(dǎo)致光束變小,離開薄片后在空氣中傳播時(shí),激光由會(huì)聚變?yōu)榘l(fā)散,光斑變大.然后在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?依次放置第二到五片薄片.第二到第五片薄片的規(guī)律與第一片薄片相同,經(jīng)過薄片時(shí)由于自聚焦效應(yīng)光斑變小,之后在空氣中發(fā)散.但總體而言,激光經(jīng)歷前五片薄片時(shí),光斑變化較小.隨后,光束在經(jīng)歷第六和第七片薄片時(shí),光斑逐漸變大,激光的峰值功率密度降低.由于功率密度降低,再放置薄片已不能引起有效的三階非線性過程,所以,熔融石英薄片的數(shù)目為7片.熔融石英薄片組的效果與波導(dǎo)類似.這樣放置的好處是能夠有效地積累自相位調(diào)制過程,達(dá)到光譜展寬的目的.同時(shí)有效抑制自聚焦過程,使之維持在較弱的范圍內(nèi),避免不利的非線性過程,從而有效避免了光束變差以及材料損傷.

利用上述思路,我們實(shí)現(xiàn)了0.7m J的超連續(xù)光譜產(chǎn)生,該結(jié)構(gòu)具有很好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性.

3 實(shí)驗(yàn)裝置

圖1 (網(wǎng)刊彩色)固體超連續(xù)產(chǎn)生、脈沖壓縮及高次諧波產(chǎn)生的整體實(shí)驗(yàn)光路Fig.1.(color on line)Experim ental setup for supercontinuum generation by thin solid m ed ia,pu lse comp ression and HHG m easu rem ent.

我們利用固體薄片產(chǎn)生白光超連續(xù)光譜及進(jìn)一步壓縮脈寬、進(jìn)行HHG的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示.實(shí)驗(yàn)所用驅(qū)動(dòng)光源為飛秒鈦寶石激光放大器,輸出單脈沖能量為0.8 m J,脈沖30 fs,光斑直徑為12 mm,重復(fù)頻率為1 kHz.激光經(jīng)過縮束系統(tǒng)后,光斑直徑變?yōu)?mm.縮束系統(tǒng)由f=300mm的正透鏡和f=-100 mm的負(fù)透鏡組成,兩個(gè)透鏡的間距為200mm.縮束后的光束經(jīng)過f=2000mm的透鏡聚焦后,腰斑直徑為600μm(1/e2強(qiáng)度下),對(duì)應(yīng)的瑞利距離為35 cm,焦點(diǎn)處的峰值功率密度為9.4×1012W/cm2.然后,我們通過在焦點(diǎn)附近按照布魯斯特角(55.5°)連續(xù)放置7片0.1 mm厚的熔融石英薄片,獲得了覆蓋460-980 nm的超連續(xù)光譜.第一片熔融石英薄片放置在焦點(diǎn)前31 cm處,第二至七片薄片與前一片的距離依次為20,8.5, 4.5,5,5和5 cm.熔融石英薄片組共占用空間約50 cm.超連續(xù)光譜產(chǎn)生后依次經(jīng)過尖劈對(duì)、凹面銀鏡以及8片啁啾鏡.尖劈對(duì)的材料為熔融石英,按照布魯斯特角(55.5°)擺放,用于微調(diào)色散.凹面銀鏡的焦距為1000 mm,用于對(duì)超連續(xù)光進(jìn)行準(zhǔn)直.啁啾鏡組用于對(duì)超連續(xù)光譜的色散進(jìn)行補(bǔ)償,壓縮脈沖.在0.8 m J的注入能量下,超連續(xù)光譜的能量為0.7 m J,對(duì)應(yīng)于87.5%的轉(zhuǎn)換效率.經(jīng)過啁啾鏡壓縮后,壓縮脈沖的能量為0.68 m J.瞬態(tài)光柵-頻率分辨光學(xué)開關(guān)法(TG-FROG)[15]測(cè)量結(jié)果顯示,脈沖寬度為6.3 fs.

我們使用壓縮好的0.5 m J,6.3 fs的脈沖進(jìn)行高次諧波產(chǎn)生實(shí)驗(yàn).準(zhǔn)直后的壓縮脈沖經(jīng)過f= 400 mm的透鏡聚焦后,焦點(diǎn)直徑為150μm(1/e2強(qiáng)度下),對(duì)應(yīng)的峰值功率密度為8.1×1014W/cm2.氣體靶放置在焦點(diǎn)附近.氣體靶厚度為1 mm,里面充滿Ne氣,背壓為300 mbar.強(qiáng)激光與氣體靶中的Ne氣相互作用可以產(chǎn)生極紫外(XUV)波段的高次諧波.氣體靶后面放置一片厚度為0.15μm的鋯(Zr)膜,其作用一是實(shí)現(xiàn)XUV與可見光的分離,因?yàn)閄UV可以穿透Zr膜,而可見光無法穿過;二是Zr膜可以補(bǔ)償XUV產(chǎn)生時(shí)的內(nèi)秉色散[16].之后,經(jīng)過輪胎鏡聚焦后,高次諧波入射到XUV光譜儀上.

XUV光譜儀由平場(chǎng)變刻線凹面光柵和XUVCCD(型號(hào)為PIXIS 2048)組成.相比于平面光柵,凹面光柵的優(yōu)勢(shì)在于既有衍射功能,又有成像效果.另外,如果光柵間距一定,不同頻率的光的聚焦面不是平面,而是圓面.經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的變刻線凹面光柵,可以使不同頻率的光聚焦在一個(gè)平面內(nèi)[17].因此變刻線凹面光柵又被稱為平場(chǎng)光柵[18].我們使用的平場(chǎng)光柵的型號(hào)為Hitachi Aberration-Corrected Concave Gratings for Flat-Field Spectrographs,Part No.001-0437,其結(jié)構(gòu)如圖2所示.光柵刻線為1200線/mm,狹縫到光柵中心的間距L1=237 mm,入射角α=87°,光柵衍射波長范圍為5-20 nm(只有該波段的光經(jīng)光柵衍射后,可以聚焦到同一平面),對(duì)應(yīng)的光子能量大約是248-62 eV.圖中λ1=5 nm,對(duì)應(yīng)的衍射角β1=83.04°;λ2=20 nm,對(duì)應(yīng)的衍射角β2=77.07°;光柵中心與成像面的距離L2=235mm,L3=25.3 mm.

利用上述裝置,進(jìn)行了高次諧波產(chǎn)生實(shí)驗(yàn).通過調(diào)節(jié)尖劈插入量來改變驅(qū)動(dòng)脈沖的色散,測(cè)量到了截止區(qū)分立和連續(xù)的高次諧波信號(hào).

圖2 平場(chǎng)光柵結(jié)構(gòu)Fig.2.The setup of fl at-field grating.

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

實(shí)驗(yàn)中,我們嘗試了不同材料、不同厚度的熔融石英薄片.首先比較了熔融石英與氟化鈣材料.氟化鈣的能隙較大,不易引起電離等不利的非線性過程,應(yīng)該更適合進(jìn)行固體超連續(xù)實(shí)驗(yàn).但是,由于氟化鈣材料的損傷閾值較低,容易打壞,所以我們選擇了熔融石英.其次,嘗試了0.1 mm和0.2 mm的熔融石英薄片.兩者輸出的光譜差別不大,但是0.2 mm的熔融石英薄片容易被打壞,穩(wěn)定性較差.這是因?yàn)?當(dāng)材料較厚時(shí),自聚焦過程比較強(qiáng)烈,容易引起不利的非線性過程,導(dǎo)致光束變差以及材料損傷,因此我們最終選用了0.1 mm的熔融石英薄片.

圖3 (網(wǎng)刊彩色)熔融石英薄片組后的超連續(xù)光譜和光斑Fig.3.(color on line)Supercontinuum after 7 fused silica p lates and the beam p rofi le taken at the collim ating m irror.

激光經(jīng)過熔融石英薄片組后,由于自相位調(diào)制和自陡峭效應(yīng),光譜得到了展寬.展寬后的光譜以及光斑形狀如圖3所示.在對(duì)數(shù)坐標(biāo)系下可以看到,在-25 dB強(qiáng)度下,光譜覆蓋460-980 nm.光斑類似于0階貝塞爾光束.熔融石英薄片之前的光束質(zhì)量(M方因子)為,經(jīng)過熔融石英薄片組后,激光的光束質(zhì)量為,,前后相差不大.

圖4 (網(wǎng)刊彩色)6.3 fs脈沖測(cè)量結(jié)果Fig.4.(color on line)The characterization of 6.3 fs pu lse by TG-FROG.

經(jīng)過凹面銀鏡準(zhǔn)直后,我們利用尖劈對(duì)和4對(duì)啁啾鏡對(duì)超連續(xù)光譜進(jìn)行了壓縮,然后使用TGFROG對(duì)壓縮后的脈沖進(jìn)行了測(cè)量,測(cè)量結(jié)果為6.3 fs.TG-FROG測(cè)量結(jié)果如圖4所示.圖4(a)是原始的FROG光譜圖,圖4(b)是反演得到的FROG光譜圖;圖4(c)中紅色實(shí)線是反演得到的光譜,藍(lán)色虛線是反演得到的相位,黑線是實(shí)際測(cè)量的FROG之前的光譜;圖4(d)是反演得到的脈沖包絡(luò),半高全寬為6.3 fs.

將壓縮后的0.5 m J,6.3 fs激光與Ne氣相互作用,獲得的HHG結(jié)果如圖5所示.通過增加尖劈插入量,我們得到了圖5(a)到圖5(b)所示的高次諧波截止區(qū)由分立變化為連續(xù)的高次諧波譜.進(jìn)一步增加尖劈插入量,高次諧波截止區(qū)的光譜由連續(xù)變化為分立,如圖5(b)到圖5(c)所示.高次諧波譜可劃分為三個(gè)部分,低能區(qū),平臺(tái)區(qū)以及截止區(qū),其中低能區(qū)不在我們光譜儀的觀察范圍內(nèi).在一定范圍內(nèi),驅(qū)動(dòng)激光的能量越強(qiáng),對(duì)應(yīng)的高次諧波的光子能量越高[19].

當(dāng)驅(qū)動(dòng)激光的脈沖短至約2個(gè)光學(xué)周期時(shí),光電場(chǎng)主峰處的電場(chǎng)強(qiáng)度比其他位置處要強(qiáng)很多,因此,光電場(chǎng)主峰處能產(chǎn)生較高能量的高次諧波光譜.如果把這部分高能光子分離出來,一般能獲得孤立阿秒脈沖,對(duì)應(yīng)于高次諧波譜中連續(xù)的截止區(qū).如果驅(qū)動(dòng)激光的脈沖較長,光電場(chǎng)不同峰值處的電場(chǎng)強(qiáng)度相差不大,那么高能光子往往由兩三個(gè)或者更多電場(chǎng)位置處獲得.根據(jù)光譜干涉效應(yīng),這部分區(qū)域的光譜是分立的,對(duì)應(yīng)于分立的截止區(qū).因此,對(duì)于少周期的零色散脈沖,高次諧波的截止區(qū)應(yīng)該是連續(xù)的.此時(shí),無論減小還是增加尖劈插入量,都會(huì)引入色散,從而導(dǎo)致脈沖變長.長脈沖對(duì)應(yīng)于分立的高次諧波截止區(qū).我們測(cè)得的高次諧波結(jié)果為：當(dāng)尖劈位于位置(b)處,高次諧波的截止區(qū)連續(xù).此時(shí),無論減小尖劈插入量到達(dá)位置(a),還是增加尖劈插入量到達(dá)位置(c)時(shí),高次諧波的截止區(qū)都變?yōu)榉至?我們的結(jié)果與少周期飛秒激光產(chǎn)生高次諧波的特點(diǎn)相符合,這是壓縮后的脈沖處于周期量級(jí)的一個(gè)佐證.

圖5 不同尖劈插入量下的高次諧波光譜Fig.5.HHG spectrum at different wedge insertion.

5 結(jié) 論

本文報(bào)道了基于固體超連續(xù)光譜壓縮脈沖驅(qū)動(dòng)的HHG研究,通過將0.8 m J,30 fs的鈦寶石激光聚焦到7片0.1 mm厚的熔融石英薄片上,我們得到了倍頻程的超連續(xù)光譜.利用啁啾鏡補(bǔ)償超連續(xù)光譜的色散后,產(chǎn)生了0.68 m J,6.3 fs的超短脈沖并用于HHG實(shí)驗(yàn).對(duì)于周期量級(jí)的零色散脈沖,實(shí)驗(yàn)表明HHG的截止區(qū)連續(xù).如果引入色散使得脈沖變長,那么高次諧波的截止區(qū)就變?yōu)榉至⒆V.通過調(diào)節(jié)尖劈插入量來改變脈沖寬度,我們得到了截止區(qū)連續(xù)以及分立的高次諧波信號(hào).此結(jié)果與少周期飛秒激光產(chǎn)生高次諧波的特點(diǎn)相符合,是壓縮后的脈沖處于周期量級(jí)的一個(gè)佐證.研究結(jié)果表明,相對(duì)于常用的氣體波導(dǎo)光纖,利用固體介質(zhì)產(chǎn)生超連續(xù)是一種非常有潛力的寬帶光譜展寬技術(shù),具有效率高、體積小、穩(wěn)定性好、無需光束鎖定等優(yōu)點(diǎn),特別是避免了氣體光纖光源受芯徑限制很難實(shí)現(xiàn)大能量飛秒脈沖光譜展寬的影響,適合產(chǎn)生大能量的周期量級(jí)飛秒激光脈沖.但是對(duì)于更高能量的驅(qū)動(dòng)激光,必須擴(kuò)大激光光斑以維持相同的光功率密度來進(jìn)行超連續(xù)光譜產(chǎn)生實(shí)驗(yàn).此時(shí),激光的波前可能面臨不均勻以及不穩(wěn)定等不利因素,進(jìn)而引發(fā)小范圍自聚焦,從而導(dǎo)致光斑變差.高能量下固體薄片組產(chǎn)生超連續(xù)光譜的實(shí)驗(yàn)尚在進(jìn)行中.

[1]Telle H R,Steinm eyer G,Dun lop A E,Stenger J,Su tter D H,Keller U 1999 Appl.Phys.B 69 327

[2]W irth A,Hassan M,G rgura?I,Gagnon J,et al.2011 Science 334 195

[3]M cPherson A,Gibson G,Jara H,et al.1987 J.Opt.Soc. Am.B 4 595

[4]Baltuka A,Udem T,Uiberacker M,et a l.2003 Nature 421 611

[5]Zhao K,Zhang Q,Chini M,W u Y,W ang X,Chang Z 2012 Opt.Lett.37 3891

[6]M ashiko H,G ilbertson S,Li C,M oon E,Chang Z 2008 Phys.Rev.A 77 063423

[7]K im IJ,K im C M,K im H T,Lee G H,Lee Y S,Park J Y,Cho D J,Nam C H 2005 Phys.Rev.Lett.94 243901

[8]ChiniM,Zhao K,Chang Z 2014 Nat.Photonics 8 178

[9]Shim izu F 1967 Phys.Rev.Lett.19 1097

[10]Yang G,Shen Y R 1984 Opt.Lett.9 510

[11]N isoliM,De Silvestri S,Svelto O 1996 Appl.Phys.Lett. 68 2793

[12]Card in V,ThiréN,Beau lieu S,W anie V,LégaréF, Schm id t B E 2015 Appl.Phys.Lett.107 181101

[13]Lu C H,Tsou Y J,Chen H Y,Chen B H,Cheng Y C, Yang SD,Chen M C,Hsu C C,Kung A H 2014 Optica 1 400

[14]He P,Liu Y Y,Zhao K,et a l.2017 Opt.Lett.42 474

[15]Sweetser JN,Fittinghoff D N,Trebino R 1997 Opt.Lett. 22 519

[16]Ye P 2014 Ph.D.D issertation(Beijing:Institu te of Physics,Chinese Academ y of Sciences)(in Chinese)[葉蓬2014博士學(xué)位論文(北京：中國科學(xué)院物理研究所)]

[17]W ang X W,l ChiniM,Cheng Y,W u Y,Chang Z H 2013 Appl.Opt.52 323

[18]Tatsuo H,Kaoru T,H ideo S,And rzej O 1999 Appl.Opt. 38 2743

[19]Corkum P B 1993 Phys.Rev.Lett.71 1994

(Received 7 April 2017;revised manuscript received 10 May 2017)

High harmonic generation experiments based on solid-state supercontinuum?

Liu Yang-Yang1)2)Zhao Kun1)?He Peng3)Jiang Yu-Jiao3)Huang Hang-Dong3)Teng Hao1)Wei Zhi-Yi1)2)?

1)(Beijing National Laboratory for Condensed M atter Physics,Institute of Physics,Chinese Academ y of Sciences, Beijing 100190,China)
2)(University of Chinese Academ y of Sciences,Beijing 100049,China)
3)(School of Physics and Optoelectronic Engineering,X idian University,X i’an 710126,China)

Intense few-cycle pulses arew idely used in transient light synthesis,high harm onic generation(HHG)and especially in isolated attosecond pulse generation.To obtain intense few-cycle pu lses,the intense supercontinuum is needed.The traditionalway to generate intense supercontinuum is using rare gas fi lled hollow-core fibers.Since the input energy of hollow-core fiber system is lim ited to a level of tens ofm J,it is necessary to find new ways to achieve energy scaling.In this paper we dem onstrate the efficient generation of supercontinuum by solid thin p lates,com p ression and its app lication in HHG.

The Ti:sapphire laser used in the present experim ent em its 0.8m J in energy with a duration of 30 fs at 1 kHz.A fter passing through a 3:1 telescope,the beam has a diam eter changed from 12 mm to 4 mm.Then the laser is focused by an f=2000mm lens into a 600μm-diameter spot.A fter p ropagating through 7 fused silica p lates p laced at Brewster’s angle(55.5°)with a thickness of 0.1 mm,the 0.7 m J octave spanning supercontinuum is achieved,corresponding to an efficiency of 87.5%.The fi rst three p lates are p laced at 31,11,2.5 mm in front of the beam waist,and the last four p lates are p laced at 2,7,12,17 mm behind the beam waist respectively.W ith a pair of wedges and 4 pairs of chirped m irrors,the 0.68 m J supercontinuum is com pressed to a duration of 6.3 fs,which ism easured by TG-FROG.

The 0.5 m J,6.3 fs pulse is used to perform high-harm onic generation experim ent.The beam diam eter is 150μm when focused by an f=400mm lens,with a laser intensity of 8.1×1014W/cm2.The 1mm Ne gas jet is used to perform HHG experim ent with a back pressure of 300 mbar.To block the near-infrared light,a 150μm Zirconium foil is p laced behind the gas jet.Then the XUV spectrum is detected by a spectrometer,which consists of a fl at field grating and a CCD camera.For driving pulses of few-cycle regime without dispersion,the cutoff spectrum of HHG is continuous.But when the pulse is stretched by positive or negative dispersion,the cutoff spectrum turns discrete.The HHG result is that the cutoff region is continuous when the wedge is in a certain p lace.Then by increasing or reducing the insertion of the wedge,the cutoff spectrum becom es discrete.Our result is consistent with HHG generated by few-cycle pulses.

In conclusion,we dem onstrate high-harm onic generation based on supercontinuum generated by solid thin p lates. The 0.7m J supercontinuum isachieved when 0.8m J pu lsesare injected to 7 thin fused silica p lates.The supercontinuum is com p ressed to 0.68 m J,6.3 fs.The 0.5 m J,6.3 fs pulse is used to perform HHG experim ents.The HHG result was consistent with few-cycle driving pu lses.Our research indicates that solid state supercontinuum has great potential app lications in HHG and isolated attosecond pu lse generation.

supercontinuum generation,nonlinear spectral broadening,high harmonic generation

PACS:42.65.Ky,42.65.Jx,42.65.Re DO I:10.7498/aps.66.134207

?國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):11434016)、國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):11574384,11674386)和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(批準(zhǔn)號(hào):2013CB 922401,2013CB 922402)資助的課題.

?通信作者.E-m ail:zhaokun@iphy.ac.cn

?通信作者.E-m ail:zywei@iphy.ac.cn

PACS:42.65.Ky,42.65.Jx,42.65.Re DO I:10.7498/aps.66.134207

*Pro ject supported by National Natural Science Foundation of China(G rant Nos.11434016,11574384,11674386)and the National Basic Research Program of China(G rant Nos.2013CB 922401,2013CB 922402).

?Corresponding author.E-m ail:zhaokun@iphy.ac.cn

?Corresponding au thor.E-m ail:zywei@iphy.ac.cn