高峰值功率的激光脉冲在透明介质中传输时就会产生很强的光学非线性效应,例如四波混频、自聚焦、自相位调制、三次谐波产生等。聚焦飞秒激光脉冲引起的超强光学非线性效应在气体中能形成传输距离很长的等离子体通道。目前,关于等离子体通道的形成机理还没有一个完整的理论解释,但是一个被普遍接受的物理基础是,超强飞秒激光脉冲在气体中传输时由于克尔效应引起的自聚焦和多光子电离产生的自散焦作用之间的动态平衡,形成远长于瑞利距离的等离子体通道。等离子体通道的形成为高效三次谐波产生提供了有利的条件,因为三次谐波的强度不仅和基频光的强度成正比还与基频光与气体介质的有效作用长度成正比。等离子体通道的形成正十分有效地增加了作用长度,提高了三次谐波的转化效率。对等离子体通道中三次谐波产生进行研究,有助于发展一种波长能够达到紫外和X射线波段的非常有前景的相干光源。由于气体等离子体通道中三次谐波潜在的广阔应用前景,引起了各国研究者的广泛关注。近年来,有关等离子体通道中的三次谐波产生已经进行了详细地研究,多集中在采用单束聚焦飞秒激光脉冲和共线双脉冲等方法。关于非共线双光束聚焦的三次谐波产生研究尚未见报道。我们对两束非共线中心波长为820nm、脉宽60fs、重复频率10Hz、单脉冲能量分别为3mJ和7mJ的飞秒激光脉冲经焦距为750mm的凹面镜聚焦,在氮气中非共线聚焦形成等离子体通道的三次谐波辐射进行了研究。发现等频双光束与单束光相比,三次谐波辐射产生明显地增强。并发现气体压强、两束光的相对时间延迟、基频光的初始啁啾量、两束光能量等条件的改变与三次谐波增强有很大的关联性。通过研究,得到了三次谐波增强最佳条件:气压在1.4atm、初始啁啾量为1.7×10~4 fs~2、两束光相对时间延迟小于33fs时,三次谐波辐射增强倍数达200倍。通过氮气中非共线聚焦双光束三次谐波增强的实验研究,为进一步探索激光在气等离子体通道中高次谐波产生的动态过程提供实验依据,也为课题组进一步在真空系统中的高次谐波产生提供新思路。