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超短激光脉冲作为探索物质微观世界以及产生阿秒脉冲的重要工具，其完整的电场波形诊断尤为重要。目前普遍采用的表征技术广义上可分为频域测量、时域测量两类。在频域，具体有频率分辨光学门控（FROG）、光谱相位干涉法 (SPIDER)和色散扫描（D-SCAN）等主要方法，通过测量非线性过程产生的光谱信息来间接获取超短脉冲脉宽及相位。由于此类方法因装置简单易于搭建而被广泛采用，但通常需要复杂的反演迭代算法，并且难以获得光电场信息，而且也受限于相位匹配机制，比较难以应用于倍频程以上的激光脉冲测量。
而基于时域采样的测量方法通常不受严格的相位匹配限制，并且对电场波形很敏感，可用于直接测量光电场，近年来发展势头较好。日前，中国科学院西安光学精密机械研究所阿秒科学与技术研究中心的研究团队创新性提出基于微扰的三阶非线性过程全光采样方法，其可测量脉冲脉宽短至亚周期，波段覆盖深紫外到远红外，具有系统结构简易稳定、数据处理简单等优点。其相关两项研究成果相继发表在近期出版的《光学通讯》（Optics Letters）上。
该两篇论文的第一作者西安光机所特别研究助理黄沛和博士生袁浩，通讯作者为曹华保研究员、付玉喜研究员。
据介绍，该研究团队提出基于微扰三阶非线性过程的全光采样方法是一种基于时域采样的测量方法，在实验中分别应用瞬态光栅效应（TGP）和空气三倍频效应（Air-THG），准确的测量了钛宝石激光器输出多周期脉冲（750-850纳米，25飞秒）、基于充气空心光纤后压缩技术（600-1000纳米，7.2飞秒）和双啁啾光参量放大系统（1300-2200纳米，15飞秒）产生的少周期脉冲，实现了覆盖可见、近红外到中红外波段的超短脉冲测量，可以满足不同波段超短脉冲测量的需求。
实验装置示意图。
可见波段周期量级脉冲测量结果。
中红外波段周期量级脉冲测量结果。图片均由论文作者提供
光学研究领域相关专家认为，该项研究进展今后可以在阿秒驱动源快速诊断、超短激光脉冲测量装置国产化等方面发挥重要作用。
论文相关信息：https://doi.org/10.1364/OL.485665；https://doi.org/10.1364/OL.473294
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