近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究團隊，針對高重頻飛秒激光氣體成絲自抖動問題，提出了提升高重頻飛秒光絲及超連續譜（SC）白光光源指向穩定性的方法，抑制了空氣光絲誘導產生超連續譜白光激光的強度和光束指向抖動。相關研究成果以Stable, intense supercontinuum light generation at 1kHz by electric field assisted femtosecond laser filamentation in air為題，發表在《光：科學與應用》（Light- Science & Applications）上。

覆蓋可見光波段的超連續譜激光因超寬的光譜寬度與良好相干性，被稱為白光激光。白光激光被廣泛應用于生物醫學成像、分子指紋光譜、光學相干斷層掃描、可調超快脈沖生成、飛秒脈沖壓縮等領域。白光激光通常通過固體材料或光子晶體光纖、中空光纖等產生。短脈沖激光氣體成絲提供了免材料損傷的白光激光產生途徑，但脈沖累加引起的指向抖動限制了高重頻下的應用。目前，受限于固體材料的損傷閾值或被氣體中自抖動問題，較難得到穩定傳輸的大能量高重頻白光激光光源。這是超連續譜光源產生及其應用領域內的亟需解決的難題。

該研究利用高重頻飛秒激光在空氣中成絲產生大能量超連續白光光源，創新性地在光絲上加載外部高壓直流電場，從根源上解決了光絲的熱致抖動問題。上述工作的原理為通過外加電場抑制等離子體復合并使其壽命延長，在下一激光脈沖到來之際減少因等離子體復合造成的熱量沉積，降低由熱擴散造成的氣流擾度強度。此外，光絲誘導電暈放電產生的穩定離子風可有效克服光絲自擾動氣流。實驗結果表明，在外電場作用下高重頻（1kHz）光絲及前向超連續白光的空間指向穩定性可提升至少2倍，同時白光激光光譜強度的穩定性得到提升。研究人員利用1 kHz/6.54 mJ飛秒激光脈沖在空氣中成絲，得到了3.55 mJ穩定的超連續譜白光光源。該工作解決了高重頻飛秒激光氣體成絲的指向和強度抖動的難題，為空氣中產生高重頻穩定大能量超連續白光光源開辟了道路，并為基于高重頻光絲的二次輻射源、成像和材料微加工等其他應用拓展了新機遇。

研究工作得到國家自然科學基金聯合基金項目、中國科學院國際合作重點項目、上海市科技項目等的支持。

論文鏈接

（a）（b）實驗裝置示意圖；（c）（d）未加載與加載直流高壓電場時光絲及光絲誘導電暈的真彩圖像；（e）（f）對應的前向光斑