近日，韩国 蔚山科学技术院（Ulsan National Institute of Science and Technology）Min Sup Hur，Hyyong Suk等，在Nature Photonics上发文，提出了一种新方法，基于非均匀等离子体的空间变化色散，将激光脉冲压缩到超高功率。
当较长的负频率啁啾激光脉冲，从过密等离子体板的密度斜坡反射时，实现了激光脉冲压缩。随着密度的纵向增加，在激光脉冲前导部分的高频光子比低频光子更深地穿透到等离子体区域中，从而以类似于啁啾镜chirped mirror的方式，产生了脉冲压缩。
利用Particle-in-Cell模拟代码原理验证模拟预测了2.35ps激光脉冲压缩至10.3fs，比率为225。不同于啁啾脉冲放大中常用的固态光栅，因为在高强度时，等离子体鲁棒性且不易损坏，因此该方法可用作脉冲激光压缩器，以达到艾瓦或泽瓦峰值功率。
Laser pulse compression by a density gradient plasma for exawatt to zettawatt lasers.
基于密度梯度等离子体，压缩艾瓦至泽瓦激光器的激光脉冲
图1:在等离子体中，脉冲压缩的概念。
图2:一维1D粒子元胞法particle-in-cell，PIC模拟了梯度等离子体的脉冲压缩。
图3 拉曼背散射对脉冲压缩的影响。
图4:不同激光强度时，脉冲压缩特性。
（小注：拍瓦（Petawatt，1 PW = 1015W），艾瓦（Exawatt，1 EW=1018W），泽瓦（Zettawatt，1ZW=1021W））
Hur, M.S., Ersfeld, B., Lee, H. et al. Laser pulse compression by a density gradient plasma for exawatt to zettawatt lasers. Nat. Photon. (2023).
https://doi.org/10.1038/s41566-023-01321-x
https://www.nature.com/articles/s41566-023-01321-x
