近日，中國科學院上海光機所高功率激光物理聯合實驗室在高峰值功率皮秒深紫外激光光源研究方面取得新進展，相關研究成果以High-peak-power picosecond deep-UV laser sources為題發表于Optics Express。

深紫外激光源在激光物理、工業制造、光譜學以及生物醫學等眾多領域有著廣泛應用。如在非線性光學領域，深紫外脈沖可以產生強非線性展寬、多光子電離、光化學分解等豐富的物理機制。在光譜學方面，深紫外激光器是環境監測、測量的重要工具之一。然而，目前深紫外激光光源的產生一直面臨著高效、高峰值功率等方面的挑戰。

在這項工作中，研究人員基于1 μm波段激光的高效四次諧波和五次諧波產生，同時展示了260和210 nm兩個波段的高峰值功率皮秒深紫外激光源。在263.2和210.5 nm均實現了超過GW水平的峰值功率輸出，峰值功率最高分別達到2.13 GW和1.38 GW，轉換效率分別達到42.9%和28.8%。同時，基于這一深紫外光源，研究人員還系統地表征了典型雙折射和非線性硼酸鹽晶體(包括α-BBO、β-BBO、LBO和CLBO)的深紫外光學性質。實驗結果從三方面分別代表了目前ps重頻深紫激光最高輸出峰值功率、最高轉換效率、及最綜合的硼酸鹽晶體深紫外光學特性表征。本項工作將有助于進一步實現超高峰值功率深紫外及真空紫外激光光源的產生，并在科學和工業領域中發揮關鍵應用。

相關工作得到了國家自然科學基金、中科院青年創新促進會、中科院先導專項課題等項目的支持。

圖1 近二十年ns、ps和fs時間尺度下(a) 260和(b) 200nm波段重頻深紫外激光源輸出峰值功率

圖2 (a)實驗示意圖，(b)光譜測量，(c)深紫外脈寬測量

圖3 (a)-(c)轉換效率隨入射能量的變化曲線。(d)-(h)近場光斑。(g)-(i)遠場光斑。

(來源：中國科學院上海光學精密機械研究所)