近红外及红外波外波段较高能量周期量级超快相干辐射源的开拓研究

近红外及红外波段高亮度单周期量级极端超快相干辐射源的获得是具有开拓性和带动性的重要基础研究项目，是阿秒物理科学、乃至相应发展起来的单周期光学等重要科学研究领域不可或缺的研究基础。本项目拟在传统近红外800nm波段进一步开拓与发展适用于较高能量（几mJ级）、较长（>30fs）激光脉冲压缩的新原理、新方法；并将单周期量级激光脉冲产生的新原理、新方法拓展至红外可调谐新波段，探索解决获得载波包络相位（CEP）稳定的、高峰值功率、周期量级、可调谐与新波段的新一代超快激光条件的关键科学问题；同时开展高强度超短激光脉冲与物质的高度非线性相互作用过程研究，深入理解其内在物理机制并指导进一步开拓发展以非线性传输动力学为基础的飞秒激光脉冲压缩技术。

本项目的总体研究目标和创新点在于在近红外及红外波段发展新一代高亮度单周期量级超快相干辐射源并开拓其应用，主要研究内容包括进一步开拓与发展适用于较高能量（几mJ级）、较长（>30fs）近红外（800nm）激光脉冲压缩技术，获得高亮度单周期量级超快（脉宽<2光振荡周期）相干辐射源的新原理、新方法；并将单周期量级激光脉冲产生的新原理、新方法拓展到红外可调谐新波段，探索解决创建CEP稳定的、高峰值功率、周期量级、可调谐与新波段的新一代超快激光条件的关键科学问题；同时，在发展新一代高亮度单周期量级超快相干辐射源的过程中，对高强度极端超快激光脉冲与若干重要形态物质高度非线性相互作用过程进行物理研究，揭示新现象与新规律，如与CEP相关的效应等。.立项以来，本项目围绕项目任务书总体目标和年度研究计划实施研究工作，已全面完成了项目计划任务并实现了预定的研究目标，在相关领域取得了重要创新进展及研究成果，为近红外及红外新波段高能周期量级超快相干辐射源这一新兴研究前沿的创新发展和应用开拓，并推动相关科学领域的进一步创新发展作出重要贡献：.1)创新发展多项单周期量级激光脉冲压缩新技术等，在800nm近红外波段实现CEP稳定的1.6mJ/4.8fs（<2个光周期）输出；.2)创新发展中红外长波长新波段激光脉冲压缩技术，首次获得了10fs量级的周期量级CEP稳定可控红外长波长强激光脉冲输出，对于1.75mm工作波长，脉宽最短<10fs（~1.5个光周期），能量达到毫焦耳量级，为当前国际同类研究最好水平；.3)在此基础上建立了国际先进水平的新一代周期量级超快相干新光源的研究和前沿应用平台，并在阿秒科学、THz波产生与控制和激光脉冲信噪比提升等相关强场激光物理与技术研究中取得重要研究成果。.立项以来，在本项目资助下，已在国内外重要学术刊物上发表SCI收录论文13篇（影响因子3以上期刊发表论文4篇）；在国内外重要学术会议上已发表报告9篇（邀请报告5篇，大会报告1篇）；已申请国家发明专利8项（已授权1项）。.项目执行过程中，已协助培养博士生3人，硕士生1人，并积极与国际同行开展了实质性合作研究与学术交流，取得显著成效。.本项目研究成果创新性强，处于国际同类研究前沿，具有重要应用前景，为项目组参与的国家首批重大科研仪器设备研制专项（“新一代超强超短激光综合实验装置”）提供了关键科学技术基础。