近日，我校物理学院金成教授团队在阿秒光源产生的研究方面取得新进展，发现利用贝塞尔—高斯光束产生高通量的软X射线高次谐波，解决了高重频激光应用上的技术难题，相关成果以“Spatial filtering and optimal generation of high-flux soft x-ray high harmonics using a Bessel–Gauss beam”为题发表在物理学著名期刊《Applied Physics Reviews》上，并被编辑选为特色文章（Featured Articles），物理学院博士生唐翔宇为第一作者，金成教授为通讯作者，南京理工大学为第一完成单位。（文章链接：https://doi.org/10.1063/5.0221080）
使用高重复频率、高功率飞秒驱动光源与气体原子相互作用，目前实验上可以实现光子通量达到1012 photons/s的极紫外高次谐波光源的产生，并应用于时间-角度分辨的光电子谱学。然而目前在软X射线波段内产生的高次谐波光子通量仍然较低，限制了其在软X射线范围的使用,如软X射线光电子谱学、相干衍射成像等。此外，在高重复频率、高功率光源驱动下，在以往实验常用的对中红外激光滤波方法中如金属铝膜、微通道板、光栅等，光学器件容易因激光产生的热效应导致损坏。针对上述问题，该工作提出了使用零阶贝塞尔-高斯光束作为驱动光，通过调节聚焦几何和宏观参数，使驱动光传播至远场时形成环形光束，同时产生低发散角的谐波，实现空间滤波，如图1所示。
图1使用贝塞尔-高斯光束作为驱动激光产生高次谐波
由于贝塞尔—高斯光束在焦点附近类似于无衍射光束，相比于高斯光束在相同的光脉冲能量下具有更长的聚焦深度，因此在相位匹配条件下可以实现更高的谐波产生效率。根据聚焦几何参数η和驱动激光波长λ，推导了实现空间滤波和相位匹配的宏观参数，并给出了宏观参数随着驱动激光波长的缩放关系。如图2所示，使用中红外激光驱动，可以产生光通量比现有报道的水平高1-2个数量级的软X射线高次谐波。
图2优化条件下不同波长驱动激光产生的高次谐波
该工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、南京理工大学发展规划处和国际交流合作处的支持。
