本发明涉及矢量光学，特别涉及一种产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的方法。
背景技术：
1、贝塞尔-高斯光束具有无衍射、自愈合、小发散度等特性，其传播方向截面的强度分布可以由第一类零阶贝塞尔函数进行描述，并且实际产生光束中包含高斯分量，因而被称为贝塞尔-高斯光束。
2、由于贝塞尔-高斯光束具有无衍射的光学特性，在其沿传播方向经过阻挡物之后光斑仍会复原，并且在长距离传播中光束本身仍然可以保持极小的光斑尺寸与极高的平均功率密度，因此贝塞尔-高斯光束常被用于激光雕刻、光学捕获、远程传感等领域。
3、现有产生贝塞尔-高斯光束的产生主要依靠环形狭缝加聚焦透镜组、锥透镜、衍射成像等方式，适用波段也主要集中在可见光和近红外波段。由于极紫外光经过透射元件会被完全吸收，现有的技术和方式会损失绝大部分的能量，因此产生极紫外波段的贝塞尔-高斯光束仍然存在很多实际问题；而产生脉冲时间为阿秒量级的极紫外贝塞尔-高斯光束的技术至今未被提出。
技术实现思路
1、本发明提出利用简洁稳定的产生方式来生成脉冲时间为阿秒量的极紫外波段贝塞尔-高斯光束，这一全新的特殊光束在芯片制造、激光雕刻、以及阿秒超快科学领域将具有极大的实用潜在价值。
2、本专利提出一种产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置包括飞秒激光器、真空腔体、高次谐波产生束源、极紫外反射聚焦元件和极紫外光探测器；
3、所述飞秒激光器用于产生的强飞秒激光脉冲；
4、所述高次谐波产生束源设置在真空腔体中，所述强飞秒激光脉冲进入真空腔体内并且聚焦焦点位于高次谐波产生束源附近，所述高次谐波产生束源用于产生在传播截面上为环状离轴分布的阿秒极紫外光源；
5、所述阿秒极紫外光源通过极紫外反射聚焦元件聚焦，产生阿秒极紫外贝塞尔-高斯光束；
6、所述极紫外光探测器用于采集所述阿秒极紫外贝塞尔-高斯光束。
7、更近一步地，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置还包括第一反射镜和第二反射镜；
8、所述第一反射镜和第二反射镜依次设置在飞秒激光器和真空腔体之间，用于将强飞秒激光脉冲进行折射并准直。
9、更近一步地，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置还包括聚焦镜，所述聚焦镜设置在第二反射镜和真空腔体之间，用于控制所述强飞秒激光脉冲在高次谐波产生束源附近聚焦。
10、更近一步地，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置还包括金属滤膜，所述金属滤膜设置在所述高次谐波产生束源和极紫外反射聚焦元件之间，所述金属滤膜用于过滤高次谐波产生束源产生的残余飞秒激光。
11、更近一步地，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置还包括极紫外光栅，所述极紫外光栅设置在极紫外反射聚焦元件和极紫外光探测器之间，所述极紫外光栅用于将极紫外反射聚焦元件产生的阿秒极紫外贝塞尔-高斯光束进行分光，使极紫外光探测器获取阿秒极紫外贝塞尔-高斯光束的能量-空间分布。
12、还提供了一种产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的方法，其特征在于，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的方法包括以下步骤：
13、步骤1，参考相位匹配中谐波信号与气体、光强以及聚焦条件的关系，得到一般高斯分布的高次谐波信号；
14、步骤2，在较高光强下调节高次谐波产生束源的气压，以此调节等离子体色散和中性气体色散，选取获取贝塞尔分布的最优真空腔体气压；
15、步骤3，优化飞秒激光器1的激光强度，以此调节等离子色散和中性气体色散，选取获取贝塞尔分布的最优激光强度；
16、步骤4，优化高次谐波产生束源6相对于激光焦点的位置，以此调节高斯束相位梯度，选取获取贝塞尔分布的最优激光焦点位置。
17、更近一步地，在步骤1中，高次谐波信号相位匹配过程为：
18、δk＝δk高斯光束+δk等离子体+δk中性气体+δk原子偶极
19、其中，δk为高次谐波产生过程的宏观相位匹配程度，δk高斯光束为高斯束相位梯度，δk等离子体为等离子色散，δk中性气体为中性气体色散，δk原子偶极为原子偶极相位。
20、本发明达到的有益效果是：
21、本发明提供的方法直接产生环形的极紫外光源，过程不会对光源本身带来强度损失。
22、本发明提供的方法产生的环状光源直径大小可以通过调节相位匹配条件进行调控，如气压、光强、气体介质等，操作简单方便。
23、本发明提供的方法基于过驱动机制下的高次谐波产生过程，产生光源具有阿秒量级的脉宽以及长时间稳定性，在阿秒超快科学领域具有很大的实用价值。
24、本发明提供的方法中反射聚焦元件利用掠入射式的镀金轮胎镜或者极紫外多层膜反射镜，均在极紫外波段具有极高的反射率，避免了使用透射元件造成对极紫外光的吸收。
1.一种产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置，其特征在于，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置包括飞秒激光器(1)、真空腔体(5)、高次谐波产生束源(6)、极紫外反射聚焦元件(8)和极紫外光探测器(10)；
2.根据权利要求1所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置，其特征在于，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置还包括第一反射镜(2)和第二反射镜(3)；
3.根据权利要求2所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置，其特征在于，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置还包括聚焦镜(4)，所述聚焦镜(4)设置在第二反射镜(3)和真空腔体(5)之间，用于控制所述强飞秒激光脉冲在高次谐波产生束源(6)附近聚焦。
4.根据权利要求1所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置，其特征在于，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置还包括金属滤膜(7)，所述金属滤膜(7)设置在所述高次谐波产生束源(6)和极紫外反射聚焦元件(8)之间，所述金属滤膜(7)用于过滤高次谐波产生束源(6)产生的残余飞秒激光。
5.根据权利要求1所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置，其特征在于，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的装置还包括极紫外光栅(9)，所述极紫外光栅(9)设置在极紫外反射聚焦元件(8)和极紫外光探测器(10)之间，所述极紫外光栅(9)用于将极紫外反射聚焦元件(8)产生的阿秒极紫外贝塞尔-高斯光束进行分光，使极紫外光探测器(10)获取阿秒极紫外贝塞尔-高斯光束的能量-空间分布。
6.一种根据权利要求1-5所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束装置产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的方法，其特征在于，所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述产生阿秒极紫外波段贝塞尔-高斯光束的方法，其特征在于，在步骤1中，高次谐波信号相位匹配过程为：
