Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã chứng minh một khái niệm mới cho việc tạo ra bức xạ cực tím cực mạnh (XUV) bằng cách tạo sóng hài cao (HHG)(sóng tia laser cường độ cao). Lợi thế của nó nằm ở chỗ, dấu chân của nó nhỏ hơn nhiều so với các tia laser XUV cường độ cao hiện có. Đề án mới rất đơn giản và có thể được thực hiện trong nhiều phòng thí nghiệm trên toàn thế giới, điều này có thể thúc đẩy lĩnh vực nghiên cứu khoa học XUV cực nhanh. Các kết quả thực nghiệm và lý thuyết chi tiết đã được công bố trên Optica .

Việc phát minh ra tia laser đã mở ra kỷ nguyên quang học phi tuyến, mà ngày nay nó đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng khoa học, công nghiệp và y tế. Tất cả các ứng dụng này đều được hưởng lợi từ sự sẵn có của các tia laser nhỏ gọn trong phạm vi ​​của phổ điện từ. Tình trạng khác ở các bước sóng XUV, nơi các cơ sở rất lớn (được gọi là laser electron tự do) đã được xây dựng để tạo ra các xung XUV cường độ cao. Một ví dụ trong số này là FLASH ở Hamburg kéo dài hơn vài trăm mét. Các nguồn XUV cường độ nhỏ hơn dựa trên HHG cũng đã được phát triển. Tuy nhiên, những nguồn này vẫn còn dấu vết hàng chục mét, và cho đến nay mới chỉ được chứng minh tại một vài trường đại học và viện nghiên cứu trên toàn thế giới.

Để chứng minh rằng các xung XUV được tạo ra là rất mạnh, các nhà khoa học đã nghiên cứu sự ion hóa đa photon của các nguyên tử argon. Chúng có thể nhân ion hóa các nguyên tử này, dẫn đến trạng thái điện tích ion của Ar ₂ ⁺ và Ar ₃ ⁺ . Điều này đòi hỏi sự hấp thụ của ít nhất hai hay bốn photon XUV tương ứng. Mặc dù dấu vết nhỏ của nguồn XUV cường độ cao, cường độ XUV thu được là 2 x 10 ¹⁴ W / cm ² vượt quá cường độ của nhiều nguồn XUV cường độ cao hiện có.

Khái niệm mới có thể được thực hiện trong nhiều phòng thí nghiệm trên toàn thế giới và các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau có thể được hưởng lợi. Điều này bao gồm quang phổ thăm dò attosecond(chụp ảnh nhanh hơn cả tỷ lần) cho đến nay rất khó thực hiện. Laser XUV cường độ cao nhỏ gọn mới có thể khắc phục các hạn chế về độ ổn định tồn tại trong kỹ thuật này và có thể được sử dụng để quan sát động lực học của điện tử trên các khoảng thời gian cực ngắn. Một lĩnh vực khác được kỳ vọng sẽ được hưởng lợi là hình ảnh của các vật thể kích thước nano như phân tử sinh học. Điều này có thể cải thiện khả năng làm phim trong vũ trụ nano trên các thang thời gian hàng nghìn giây hoặc thậm chí là hàng tỷ bước ảnh.

Nguồn: https://phys.org/news/2021-06-compact-intense-xuv-laser.html.