本申請涉及阿秒光脈沖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種阿秒光脈沖的產(chǎn)生方法和裝置。

背景技術(shù)：

微觀超快現(xiàn)象及強(qiáng)場物理的探索研究需要在極短的時間尺度內(nèi)進(jìn)行。近幾十年飛秒激光的快速發(fā)展使這方面的研究得到了長足的發(fā)展。飛秒脈沖作為光探針，可以記錄各種分子與原子的動力學(xué)過程，使觀察發(fā)生在飛秒時間量級的化學(xué)反應(yīng)變得很方便。然而，對于原子和離子內(nèi)部的電子來說，卻很難用飛秒技術(shù)進(jìn)行探測，因?yàn)樗鼈兊牡湫蛣恿W(xué)行為出現(xiàn)在阿秒時間尺度內(nèi)。因此，阿秒脈沖的實(shí)現(xiàn)具有不可替代的應(yīng)用價值。

在目前的現(xiàn)有技術(shù)中，阿秒脈沖的產(chǎn)生方式有很多。其中，主要有高次諧波、湯姆孫散射、受激拉曼散射等方式。但是，鑒于高次諧波譜在截止位置附近呈現(xiàn)出超連續(xù)結(jié)構(gòu)的特征，因此人們將利用原子分子產(chǎn)生高次諧波來獲得阿秒脈沖作為首選方案。同時，還提出了各種方案來控制高次諧波發(fā)射從而合成阿秒脈沖。例如，Christov等人提出采用線偏振的只有幾個光學(xué)周期的超短脈沖來產(chǎn)生孤立的阿秒脈沖,后來人們又提出了多種方案來不斷優(yōu)化高次諧波譜，例如利用雙色場、偏振門、雙光學(xué)門等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種阿秒光脈沖的產(chǎn)生方法和裝置，從而可以得到一種優(yōu)質(zhì)的阿秒光脈沖。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置，該裝置包括：氣體噴嘴11、光源、第一分束鏡、第二分束鏡、馬赫-曾德干涉儀、第一時間延遲線、第二時間延遲線、第三時間延遲線和太赫茲脈沖發(fā)生器；

所述氣體噴嘴，用于噴出超聲速的包含預(yù)設(shè)氣體的氣團(tuán)；

所述光源，用于輸出激光光束；

所述第一分束鏡，用于將所述光源輸出的激光光束分成兩個光束：第一光束和第二光束，并將第一光束通過第一時間延遲線輸出到馬赫-曾德干涉儀，將第二光束輸出到第二分束鏡；其中，所述第一光束和第二光束的能量比為1:9；

所述第二分束鏡，用于將第二光束分成兩個光束：第三光束和第四光束，并將第三光束輸出到太赫茲脈沖發(fā)生器，將第四光束通過第二時間延遲線輸出到第一會聚透鏡；其中，所述第三光束和第四光束的能量比為1:9；

所述第一會聚透鏡，用于將第四光束會聚于氣體噴嘴上方，作為電離激光脈沖，將氣體噴嘴噴出的氣團(tuán)電離成等離子體；

所述太赫茲脈沖發(fā)生器，用于根據(jù)第三光束向等離子體輸出太赫茲脈沖波；其中，太赫茲脈沖波的輸出方向與電離激光脈沖的輸出方向相反，且垂直于氣體噴嘴噴出氣體的方向；

所述馬赫-曾德干涉儀，用于根據(jù)第一光束向氣體噴嘴輸出兩路方向相反的探測光束，對等離子體進(jìn)行監(jiān)測并診斷；其中，所述馬赫-曾德干涉儀中設(shè)置有第三時間延遲線；所述探測光束的輸出方向與電離激光脈沖的輸出方向垂直；

所述第一時間延遲線、第二時間延遲線和第三時間延遲線，用于調(diào)整所在光路的延遲時間，使得所述電離激光脈沖、太赫茲脈沖波和馬赫-曾德干涉儀的兩路探測光束同時到達(dá)所述等離子體。

較佳的，所述預(yù)設(shè)氣體為氬氣。

較佳的，所述第一時間延遲線、第二時間延遲線和第三時間延遲線均包括兩個反射鏡。

較佳的，該裝置還進(jìn)一步包括：第二會聚透鏡；

所述第二會聚透鏡，用于會聚經(jīng)等離子體前沿反射而來的變頻后的阿秒光束并輸出。

較佳的，該裝置還進(jìn)一步包括：光譜儀；

所述光譜儀，用于分析出所接收的阿秒光束的波長和強(qiáng)度。

較佳的，該裝置還進(jìn)一步包括：第三會聚透鏡；

所述第三會聚透鏡，用于會聚馬赫-曾德干涉儀中重合后的兩個激光光束并輸出。

較佳的，該裝置還進(jìn)一步包括：成像裝置；

所述成像裝置，用于對由第三會聚透鏡會聚后的激光光束成像。

較佳的，所述太赫茲脈沖發(fā)生器包括：GaAs天線和拋物面鏡；

所述GaAs天線，用于根據(jù)第三光束輸出太赫茲脈沖波；

所述拋物面鏡，用于會聚GaAs天線輸出的太赫茲脈沖波，并向等離子體輸出會聚后的太赫茲脈沖波。

本發(fā)明還提供了一種阿秒光脈沖的產(chǎn)生方法，該方法包括如下步驟：

使用氣體噴嘴噴出超聲速的包含預(yù)設(shè)氣體的氣團(tuán)；

使用第一分束鏡將光源輸出的激光光束按照能量比1:9分成第一光束和第二光束；

將第一光束通過第一時間延遲線輸出到馬赫-曾德干涉儀；

使用第二分束鏡將第二光束按照能量比1:9分成第三光束和第四光束；

將第三光束輸出到太赫茲脈沖發(fā)生器，將第四光束通過第二時間延遲線輸出到第一會聚透鏡；

第一會聚透鏡將第四光束會聚于氣體噴嘴上方，作為電離激光脈沖，將氣體噴嘴噴出的氣團(tuán)電離成等離子體；

太赫茲脈沖發(fā)生器根據(jù)第三光束向等離子體輸出太赫茲脈沖波；

馬赫-曾德干涉儀根據(jù)第一光束向氣體噴嘴輸出兩路方向相反的探測光束，對等離子體進(jìn)行監(jiān)測并診斷；

調(diào)節(jié)第一時間延遲線、第二時間延遲線和第三時間延遲線，使得所述電離激光脈沖、太赫茲脈沖波和馬赫-曾德干涉儀的兩路探測光束同時到達(dá)所述等離子體；

通過馬赫-曾德干涉儀實(shí)時監(jiān)測最終產(chǎn)生的等離子體密度線形，并且間接監(jiān)測太赫茲脈沖波與等離子體前沿的碰撞位置；

調(diào)節(jié)等離子體密度線形的參數(shù)和光源輸出的激光光束的強(qiáng)度，得到不同中心頻率、不同脈沖寬度的阿秒光源。

較佳的，使用第二會聚透鏡會聚經(jīng)等離子體前沿反射而來的變頻后的阿秒光束并輸出到光譜儀；

通過光譜儀分析出所接收的阿秒光束的波長和強(qiáng)度。

較佳的，使用第三會聚透鏡會聚馬赫-曾德干涉儀中重合后的兩個激光光束并輸出到成像裝置；

通過成像裝置對由第三會聚透鏡會聚后的激光光束成像。

由上述技術(shù)方案可見，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，由于設(shè)計了合理的氣體噴嘴和與激光脈沖同步的控制系統(tǒng)，通過氣體噴嘴噴出超聲速的氣團(tuán)，通過馬赫-曾德干涉儀有效地實(shí)時監(jiān)測最終產(chǎn)生的等離子體密度線形，并且間接監(jiān)測太赫茲脈沖與等離子體前沿的碰撞位置，然后可通過雙多普勒效應(yīng)的精確計算，因而可以有效地將相對論因子等參數(shù)反饋到超聲速氣團(tuán)控制系統(tǒng)(即氣體噴嘴)，調(diào)節(jié)氣團(tuán)的參數(shù)，從而達(dá)到等離子體前沿的參數(shù)優(yōu)化，進(jìn)而利用太赫茲脈沖與等離子體前沿碰撞時發(fā)生的雙多普勒效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了光子藍(lán)移和阿秒光脈沖的獲取，最終得到優(yōu)質(zhì)的阿秒光脈沖，為研究微觀超快現(xiàn)象及強(qiáng)場物理提供了一種切實(shí)可行的阿秒光源。而且，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，通過調(diào)節(jié)等離子體密度線形的參數(shù)和激光強(qiáng)度，有效控制雙多普勒效應(yīng)因子，得到太赫茲脈沖碰撞后， 經(jīng)雙多普勒效應(yīng)后的不同中心頻率，不同脈沖寬度的阿秒光源，從而可以控制所生產(chǎn)的阿秒光脈沖的頻率和脈沖寬度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的太赫茲泵浦光所致等離子體與電離前沿相遇的干涉圖樣以及等離子體密度線形頂視圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中太赫茲脈沖波經(jīng)電離前沿反射變頻原理示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中雙多普勒效應(yīng)的物理機(jī)制示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中相對論反射鏡的形成條件的示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例中的阿秒光脈沖的產(chǎn)生方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中的阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置包括：氣體噴嘴11、光源12、第一分束鏡BS₁、第二分束鏡BS₄、馬赫-曾德干涉儀13、第一時間延遲線14、第二時間延遲線15、第三時間延遲線16和太赫茲脈沖發(fā)生器17；

所述氣體噴嘴11，用于噴出超聲速的包含預(yù)設(shè)氣體的氣團(tuán)；

所述光源12，用于輸出激光光束；

所述第一分束鏡BS₁，用于將所述光源12輸出的激光光束分成兩個光束：第一光束和第二光束，并將第一光束通過第一時間延遲線14輸出到馬赫-曾德干涉儀13，將第二光束輸出到第二分束鏡BS₄；其中，所述第一光束和第二光束的能量比為1:9；

所述第二分束鏡BS₄，用于將第二光束分成兩個光束：第三光束和第四光束，并將第三光束輸出到太赫茲脈沖發(fā)生器17，將第四光束通過第二時間延遲線15輸出到第一會聚透鏡L₁；其中，所述第三光束和第四光束的能量比為1:9；

所述第一會聚透鏡L₁，用于將第四光束會聚于氣體噴嘴上方，作為電離激光脈沖，將氣體噴嘴11噴出的氣團(tuán)電離成等離子體；

所述太赫茲脈沖發(fā)生器17，用于根據(jù)第三光束向等離子體輸出太赫茲脈沖波；其中，太赫茲脈沖波的輸出方向與電離激光脈沖的輸出方向相反，且垂直于氣體噴嘴11噴出氣體的方向；

所述馬赫-曾德干涉儀13，用于根據(jù)第一光束向氣體噴嘴11輸出兩路方向相反的探測光束，對等離子體進(jìn)行監(jiān)測并診斷；其中，所述馬赫-曾德干涉儀13中設(shè)置有第三時間延遲線16；所述探測光束的輸出方向與電離激光脈沖的輸出方向垂直；

所述第一時間延遲線14、第二時間延遲線15和第三時間延遲線16，用于調(diào)整所在光路的延遲時間，使得所述電離激光脈沖、太赫茲脈沖波和馬赫-曾德干涉儀13的兩路探測光束同時到達(dá)所述等離子體。

較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，為提高同步到達(dá)的激光脈沖電離后的等離子體的密度，可以根據(jù)需求選擇外層電子較多的氬氣和經(jīng)能量放大以后的激光脈沖予以實(shí)現(xiàn)。因此，所述預(yù)設(shè)氣體可以為氬氣。

較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述第一時間延遲線14、第二時間延遲線15和第三時間延遲線16均包括兩個反射鏡。

例如，如圖1所示，第一時間延遲線14中包括兩個反射鏡：M₂和M₃；第二時間延遲線15中包括兩個反射鏡：M₁₄和M₁₅；第三時間延遲線16中包括兩個反射鏡：M₇和M₈。

通過調(diào)整上述由兩個反射鏡組成的三個延遲線，調(diào)整所在光路的延遲時間，即可使得所述電離激光脈沖、太赫茲脈沖波和馬赫-曾德干涉儀的兩路探 測光束同時到達(dá)所述等離子體。

在上述的阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置中，光源輸出的激光光束被第一分束鏡BS₁按照能量比1:9分成兩束，其中10％的能量(即第一光束)用于馬赫-曾德干涉儀，監(jiān)測并診斷等離子體；90％的能量(即第二光束)用于太赫茲脈沖和等離子體的生成，該第二光束由第二分束鏡BS₄按照1:9再次被分成兩束(即第三光束和第四光束)，其中用于泵浦太赫茲脈沖發(fā)生器(例如，GaAs天線)產(chǎn)生太赫茲脈沖的能量(即第三光束)只用到該第二光束的10％，剩余的絕大多數(shù)能量(即第四光束)用來電離由氣體噴嘴11噴出的惰性氣體氬氣，形成等離子體。

通過分別調(diào)節(jié)由反射鏡M₂和M₃，M₇和M₈以及M₁₄和M₁₅組成的三個時間延遲線，可以使得電離激光脈沖、馬赫-曾德干涉儀輸出的探測光束以及太赫茲脈沖波同時到達(dá)氣體噴嘴所噴出的氣體，并且同時可以通過馬赫-曾德干涉儀進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，上述的阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置中還可設(shè)置多個反射鏡。例如，圖1中的M₁～M₁₅均為反射鏡。

此外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置中馬赫-曾德干涉儀中還設(shè)置有兩個分束鏡BS₂和BS₃，這兩個分束鏡BS₂和BS₃均將所接收到的光束按照能量比1：1分成兩個光束。

另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，上述的阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置中還可設(shè)置多個會聚透鏡。例如，圖1中的L₁～L₃均為會聚透鏡。其中，第二會聚透鏡L₂用于會聚經(jīng)等離子體前沿反射而來的變頻后的阿秒光束并輸出(例如，輸出給光譜儀)；第三會聚透鏡L₃用于會聚馬赫-曾德干涉儀中重合后的兩個激光光束并輸出(例如，輸出給成像裝置)。

另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，上述的阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置中還可設(shè)置一個光譜儀，用于分析出所接收的阿秒光束的波長和強(qiáng)度。

另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，上述的阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝 置中還可設(shè)置一個成像裝置(例如，圖1中所示的CCD相機(jī))，用于對由L₃會聚后的激光光束成像。

另外，較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述太赫茲脈沖發(fā)生器17可以包括：GaAs天線和拋物面鏡PM₁；

所述GaAs天線，用于根據(jù)第三光束輸出太赫茲脈沖波；

所述拋物面鏡PM₁，用于會聚GaAs天線輸出的太赫茲脈沖波，并向等離子體輸出會聚后的太赫茲脈沖波。

由于太赫茲脈沖的強(qiáng)度難以電離氬氣，所以在觀測太赫茲脈沖與等離子體前沿相互作用的位置和狀態(tài)時，需要首先取下太赫茲脈沖發(fā)生器，由太赫茲脈沖泵浦激光(即第三光束)電離生成的等離子體可以清晰見到二者的相遇情況，如圖2所示。其中，圖2中的左圖為太赫茲泵浦光所致等離子體與電離前沿相遇的干涉圖樣，右圖為等離子體密度線形示意圖。

如圖2所示，當(dāng)電離氬氣的激光(即電離激光脈沖)傳播經(jīng)過氣體噴嘴噴出的氣團(tuán)時，將會產(chǎn)生一個介于等離子體和氣體之間的界面，該界面便被稱之為電離前沿。由電離前沿所引起的折射率的不均勻性可以用作一面反射鏡，來反射入射而來的電磁波(例如，太赫茲脈沖波)。

由于電離前沿隨電離激光脈沖一起向前移動，而太赫茲脈沖波迎面而來，即以相反的方向進(jìn)行移動。例如，如圖3所示，圖3中的上圖即為最初情況(即電離前沿與太赫茲脈沖波剛剛相遇時的情況)，而圖3中的下圖則是移動一小段距離后的情況。由圖3可知，與上圖相比，下圖的電離前沿的陡度下降了，原因是原來壁上的各點(diǎn)的γ值不同，因?yàn)椋?/p>

而且

其中，ω₀為800nm的激發(fā)脈沖頻率，ω_p為等離子體頻率，γ為相對論因子，n_e為等離子體的密度，e為電子電荷量，ε₀為真空絕對介電常數(shù)，m_e為電子質(zhì)量，β_f為歸一化的前沿速度，v_f為電離前沿的速度，c為光速。

由此可見，不同電離前沿密度的點(diǎn)處運(yùn)動速度是不同的，密度越低的地方運(yùn)動速度越大，反之亦然，所以傳播一段距離后會導(dǎo)致圖3中的下圖的情況。

在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系內(nèi)，電離前沿以速度v_f在一維方向上運(yùn)動，頻率為ω₀的電磁波進(jìn)行迎面入射時(例如，如圖4所示)，在電離前沿坐標(biāo)系內(nèi)，入射電磁波可以被視作：

ω'₀＝ω₀γ(1+β_f) (1)

當(dāng)電磁波被反射后，它將經(jīng)歷一個雙多普勒頻移，并且被反射電磁波的頻率與初始頻率以下式相關(guān)：

ω”＝ω₀γ²(1+β_f)² (2)

由上述公式(2)可知，反射電磁波經(jīng)歷了頻率上移。這個頻率上的上移也導(dǎo)致了波長的下移和脈沖持續(xù)時間上的下降，關(guān)系式如下面兩式所示：

對二維的普遍情況，當(dāng)電磁波與橫向無限大的電離前沿碰撞時其反射條件由如下公式給出：

其中，ω_peo是電離前沿的電子等離子體頻率，θ₀是介于前沿與碰撞電磁波傳播方向間的夾角，ω_c為實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系內(nèi)，同時也是前沿坐標(biāo)系內(nèi)全反射的截止頻率。若反射條件得到滿足，則可以建立反射頻率ω_r和入射頻率ω₀之間的關(guān)系為：

由于激光產(chǎn)生的電離前沿的速度依賴于產(chǎn)生的等離子體的密度，若忽略 電離激光脈沖的損耗，那么歸一化的前沿速度β_f可由下式給出：

其中，ω_l為激光頻率。

根據(jù)上述的公式(4)、(5)和(6)就可以確定電離前沿和碰撞電磁波的最佳參數(shù)，從而得到能夠提供雙多普勒頻移的相對論反射鏡(θ₀＝π)的反射條件。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中相對論反射鏡的形成條件的示意圖。如圖5所示，圖5展現(xiàn)了反射光束的波長如何隨著等離子體的密度n_e前沿速度β_f碰撞角度θ₀以及碰撞電磁波的波長而變化的情況。為了得到最大的上移，等離子體的密度需要達(dá)到約1×10¹⁹cm^-3，前沿的速度為0.997c，碰撞角度為180度，探測光束的波長應(yīng)為300μm(1THz)。

當(dāng)β_f→1時(例如，實(shí)驗(yàn)中的0.997)，對于正入射的光子(θ₀＝π)，上述的公式(5)可以簡化為所以太赫茲波與前進(jìn)的電離前沿碰撞后所得反射脈沖的頻率將會由于雙多普勒效應(yīng)而上移為：ω_reflected→4γ²·ω_in，而僅有ω_in≤ω_p的太赫茲波得到電離前沿的反射，如果入射的太赫茲波頻率大于某點(diǎn)的等離子體頻率，則其會繼續(xù)前行。由氣體噴嘴的外圍至中心，等離子體的密度將逐漸增加，所以等離子體的頻率也在增加。當(dāng)滿足關(guān)系ω_in＝ω_p時，該太赫茲波將會被反射，而由于太赫茲波具有一定的頻譜寬度，所以不同頻率成分將會在不同的臨界點(diǎn)處(例如，圖3所示)得到反射，至于ω_in＜ω_p的情況，由色散關(guān)系：可知，為虛數(shù)；而由于傳播因子為e^ikz，由此可見，將隨著傳播距離的增加而指數(shù)式迅速衰減至零。

太赫茲波經(jīng)電離前沿反射后，之所以經(jīng)歷兩次多普勒效應(yīng)而頻率上移成 為：ω_reflected＝ω_in·4γ²，是因?yàn)槿肷涞奶掌澆ń?jīng)等離子體后首先要變頻為：ω′_in＝ω_in·γ(1+β)；由于β值近似為1，所以有ω′_in＝ω_in·2γ，此處的在前沿上的反射點(diǎn)處有ω′_in＝ω_p，然后反射后的ω′_in再次經(jīng)過等離子體時又由多普勒效應(yīng)經(jīng)歷第二次變頻，從而得到最終的反射電磁波的頻率為：

根據(jù)上面分析可知：可見反射后的電磁波的頻率得到上移后，應(yīng)在400nm光的頻率附近。

在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系內(nèi)，離開電離前沿的反射電磁波的頻率首先是800nm；然后，隨著離開電離前沿的距離增加，頻率開始向400nm方向移動，最后得到400nm光頻。因?yàn)閯倓偱龅矫芏鹊扔谂R界密度的電離前沿被其反射時其頻率為：

因?yàn)榉瓷潼c(diǎn)為臨界密度點(diǎn)，即有關(guān)系式：ω_in·2γ＝ω′_in＝ω_p，所以反射點(diǎn)處的頻率為ω′_reflected＝ω₀，即等于激發(fā)激光脈沖的頻率。由于反射后與剩余的激發(fā)激光脈沖沿同一方向共同傳播，由及γ與傳播速度的關(guān)系知，二者應(yīng)該具有同樣的傳播速度。但當(dāng)向前傳播時，由于噴嘴噴出的氣體被激光電離后存在一定的密度梯度，所以太赫茲波反射后的變頻電磁波進(jìn)一步發(fā)生變化，傳出等離子體區(qū)后的頻率變化為ω_reflected＝(1+β)·ω′_reflected＝2ω₀。即由激發(fā)激光脈沖的800nm頻率上移到400nm。

反射光的最終時間延遲為：從而可以大大地縮短時間延遲，由于入射的太赫茲波的時間延遲為500fs，所以在n_e＝1×10¹⁹cm^-3的 電子密度情況下，可以得到γ＝12.9，從而可以得到阿秒脈沖新光源，該阿秒脈沖新光源的最終時間延遲為：

根據(jù)本發(fā)明提供的上述阿秒光脈沖的產(chǎn)生裝置，本發(fā)明還提供了相應(yīng)的阿秒光脈沖的產(chǎn)生方法，具體請參見圖6。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的阿秒光脈沖的產(chǎn)生方法的流程圖。如圖6所示，該阿秒光脈沖的產(chǎn)生方法包括如下所述步驟：

步驟201，使用氣體噴嘴噴出超聲速的包含預(yù)設(shè)氣體的氣團(tuán)。

步驟202，使用第一分束鏡將光源輸出的激光光束按照能量比1:9分成第一光束和第二光束。

步驟203，將第一光束通過第一時間延遲線輸出到馬赫-曾德干涉儀。

步驟204，使用第二分束鏡將第二光束按照能量比1:9分成第三光束和第四光束。

步驟205，將第三光束輸出到太赫茲脈沖發(fā)生器，將第四光束通過第二時間延遲線輸出到第一會聚透鏡L₁。

步驟206，第一會聚透鏡L₁將第四光束會聚于氣體噴嘴上方，作為電離激光脈沖，將氣體噴嘴噴出的氣團(tuán)電離成等離子體。

步驟207，太赫茲脈沖發(fā)生器根據(jù)第三光束向等離子體輸出太赫茲脈沖波。

步驟208，馬赫-曾德干涉儀根據(jù)第一光束向氣體噴嘴輸出兩路方向相反的探測光束，對等離子體進(jìn)行監(jiān)測并診斷。

步驟209，調(diào)節(jié)第一時間延遲線、第二時間延遲線和第三時間延遲線，使得所述電離激光脈沖、太赫茲脈沖波和馬赫-曾德干涉儀的兩路探測光束同時到達(dá)所述等離子體。

步驟210，通過馬赫-曾德干涉儀實(shí)時監(jiān)測最終產(chǎn)生的等離子體密度線形， 并且間接監(jiān)測太赫茲脈沖波與等離子體前沿的碰撞位置。

步驟211，調(diào)節(jié)等離子體密度線形的參數(shù)和光源輸出的激光光束的強(qiáng)度，得到不同中心頻率、不同脈沖寬度的阿秒光源。

綜上所述，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，由于設(shè)計了合理的氣體噴嘴和與激光脈沖同步的控制系統(tǒng)，通過氣體噴嘴噴出超聲速的氣團(tuán)，通過馬赫-曾德干涉儀有效地實(shí)時監(jiān)測最終產(chǎn)生的等離子體密度線形，并且間接監(jiān)測太赫茲脈沖與等離子體前沿的碰撞位置，然后可通過雙多普勒效應(yīng)的精確計算，因而可以有效地將相對論因子等參數(shù)反饋到超聲速氣團(tuán)控制系統(tǒng)(即氣體噴嘴)，調(diào)節(jié)氣團(tuán)的參數(shù)，從而達(dá)到等離子體前沿的參數(shù)優(yōu)化，進(jìn)而利用太赫茲脈沖與等離子體前沿碰撞時發(fā)生的雙多普勒效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了光子藍(lán)移和阿秒光脈沖的獲取，最終得到優(yōu)質(zhì)的阿秒光脈沖，為研究微觀超快現(xiàn)象及強(qiáng)場物理提供了一種切實(shí)可行的阿秒光源。而且，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，通過調(diào)節(jié)等離子體密度線形的參數(shù)和激光強(qiáng)度，有效控制雙多普勒效應(yīng)因子，得到太赫茲脈沖碰撞后，經(jīng)雙多普勒效應(yīng)后的不同中心頻率，不同脈沖寬度的阿秒光源，從而可以控制所生產(chǎn)的阿秒光脈沖的頻率和脈沖寬度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。