利用自研阿秒条纹相机测得159as孤立阿秒脉冲 被引量：11

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作者 王向林 徐鹏 +4 位作者 李捷 袁浩 白永林 王屹山 赵卫 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期321-324,共4页

为了精确地测量阿秒脉冲的特性,自主研制了一套具有高能量分辨率的阿秒条纹相机,该相机采用了电子飞行距离长达2 m的磁瓶式结构电子飞行时间谱仪,可在提高能量分辨率的同时具有较高的光电子收集效率;在该设备的光路系统中实现了NIR飞秒... 为了精确地测量阿秒脉冲的特性,自主研制了一套具有高能量分辨率的阿秒条纹相机,该相机采用了电子飞行距离长达2 m的磁瓶式结构电子飞行时间谱仪,可在提高能量分辨率的同时具有较高的光电子收集效率;在该设备的光路系统中实现了NIR飞秒脉冲与XUV阿秒脉冲延时扫描的稳定精度<20 as(均方根)。实验中采用双光选通门技术整形飞秒脉冲的光电场,在氖气池中产生了孤立阿秒脉冲。利用上述阿秒条纹相机测量该脉冲,获得了阿秒光电子条纹谱,通过基于单频滤波的相位重构算法得到159 as的孤立阿秒脉冲。 展开更多

关键词 超快光学 超快激光 阿秒脉冲 阿秒条纹相机 阿秒测量 高次谐波产生

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二维强激光场中原子分子电离和谐波辐射的应用(特邀)

2

作者 张春艳 车佳殷 +3 位作者 张俊顺 康鑫 李卫艳 陈彦军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期26-38,共13页

二维激光场具有高分辨能力,为人们在阿秒时间尺度探测和调控物质中电子的超快运动提供了可能。相较于原子,分子具有更多自由度,在强激光场中会呈现出许多新效应。本文介绍了利用强正交偏振双色激光场和椭圆偏振激光场中原子分子的电离... 二维激光场具有高分辨能力,为人们在阿秒时间尺度探测和调控物质中电子的超快运动提供了可能。相较于原子,分子具有更多自由度,在强激光场中会呈现出许多新效应。本文介绍了利用强正交偏振双色激光场和椭圆偏振激光场中原子分子的电离和高次谐波辐射分辨电子超快动力学、探测分子空间结构、合成阿秒脉冲链等相关研究。分析了库仑效应、双中心干涉效应、固有偶极效应等对分子电离和谐波辐射的重要影响。通过原子在正交偏振双色场中的强场电离定义了库仑效应诱导的电离时间延迟,解释了双色场中原子光电子谱的上下不对称结构、极性分子光电子谱的各向异性、高次谐波辐射电子轨道时域性质的重要改变。对椭圆偏振激光场中原子强场电离的研究构建了描述库仑诱导电离时间延迟的基本理论模型,基于该模型分辨了椭偏场中极性分子固有偶极对电离的贡献、量化了正交双色场中原子光电子谱的特征结构位置。利用正交偏振双色场中对称分子光电子谱在特定分子取向角下呈现的不对称结构,以及椭偏场中对称分子光电子谱对分子取向角的灵敏依赖实现了对分子空间结构信息的探测。凭借正交双色场中对称分子产生的高次谐波对分子取向角的依赖特性合成了单周期只释放一次的阿秒脉冲链,以及利用小椭偏率激光场中分子产生的高椭偏谐波合成了明亮的超短极紫外脉冲。本文内容将深化人们对正交偏振双色场和椭圆偏振激光场中原子分子电离和谐波辐射机制与规律的认识,为利用二维激光场分辨和控制电子超快动力学的实验研究提供理论参考。 展开更多

关键词 二维激光场 阿秒测量 强场电离 高次谐波 库仑效应

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强场原子电离响应时间的研究进展

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作者 车佳殷 陈超 +2 位作者 李卫艳 李维 陈彦军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期33-47,共15页

光电效应中电子对光的响应时间很难定义与测量.强场隧穿电离是一种强激光诱导的光电效应,该过程中的响应时间将改变高次谐波辐射时间,进而对利用谐波重构电子阿秒动力学产生根本影响.本文提出了一个简洁的理论来处理强场原子隧穿电离中... 光电效应中电子对光的响应时间很难定义与测量.强场隧穿电离是一种强激光诱导的光电效应,该过程中的响应时间将改变高次谐波辐射时间,进而对利用谐波重构电子阿秒动力学产生根本影响.本文提出了一个简洁的理论来处理强场原子隧穿电离中的响应时间问题.响应时间对应于库仑-电子-外场三体强相互作用时间,可在量子经典边界处确定.通过响应时间直接得到的观测量可以定量重现近年系列阿秒钟实验曲线,并为这些实验提供一致的解释.本文详细介绍响应时间理论的研究进展及工作展望,例如在隧穿二极管设计中的潜在应用. 展开更多

关键词 光电效应 隧穿电离 响应时间 阿秒测量

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用光电子能谱相位确定法同时测量阿秒超紫外线XUV脉冲的频率和强度时间分布 被引量：2

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作者 葛愉成 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期2653-2661,共9页

介绍阿秒超紫外线(XUV)激发惰性气体原子产生光电子并在强激光电场中运动的半经典近似方法,以及同时、直接、全面地测量阿秒XUV脉冲频率和强度时间分布的光电子能谱相位确定法.采用飞秒超短脉冲激光和XUV间的交叉关联技术,从不同激光强... 介绍阿秒超紫外线(XUV)激发惰性气体原子产生光电子并在强激光电场中运动的半经典近似方法,以及同时、直接、全面地测量阿秒XUV脉冲频率和强度时间分布的光电子能谱相位确定法.采用飞秒超短脉冲激光和XUV间的交叉关联技术,从不同激光强度下、与激光线性极化方向成0°或180°方向上测得的光电子能量积分谱,可以重建XUV的频率和强度时间分布.XUV脉冲时间宽度的测量范围从1/4到1/2激光振荡周期,时间分辨率取决于激光束和XUV脉冲之间的相对延时控制精度和光路抖动时间.所述方法可用于在阿秒尺度上的超快速测量,以及有关电子在原子和分子中运动的超快速动力学过程研究. 展开更多

关键词 阿秒测量 光电子能谱 相位确定法 超紫外线 惰性气体原子

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测量超紫外线阿秒脉冲时间结构的光电子能谱非线性比例变换方程方法

5

作者 葛愉成 何海萍 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期120-128,共9页

为了研究化学反应、原子分子发光等超快速过程中电子态的时间演化过程,需要能量越来越高、脉冲时间宽度越来越短、单色性越来越好的光脉冲作为激发和探测手段.但是,如何快速、精确地测量这些光脉冲具体细致的时间结构,一直是科学界的一... 为了研究化学反应、原子分子发光等超快速过程中电子态的时间演化过程,需要能量越来越高、脉冲时间宽度越来越短、单色性越来越好的光脉冲作为激发和探测手段.但是,如何快速、精确地测量这些光脉冲具体细致的时间结构,一直是科学界的一个挑战.在过去的十多年时间里,人们在测量超紫外线阿秒脉冲方面作出了巨大的努力,取得了显著的成果.迄今为止,已经发展出了几种测量阿秒脉冲时间宽度和重建脉冲形状的方法,如阿秒光谱相位干涉直接电场重建法(SPIDER)和阿秒频率分辨光学快门法(FROG).然而,这些方法都是从传统的光学测量方法演变而来的,不仅需要当代最先进的实验装置,而且需要十分复杂的分析计算方法和实验数据拟合过程.为了推动阿秒计量学的发展,进一步开展阿秒测量、脉冲时域定位(定时)、实验数据评估、探测器刻度,以及对阿秒脉冲光源进行改进、优化和应用,我们提出一种直接、快速、精确的基于光电子能谱变换方程的解析方法,利用激光辅助超紫外线气体电离技术,精确地观测超紫外线阿秒脉冲.新方法利用参数化的计算公式确定每个测量得到的光电子的相关激光相位,利用解析性的光电子能谱解谱技术,一步重建脉冲的形状和具体的时间结构.新方法不需要大量的光电子能谱的时间分辨测量,也不需要冗长的迭代计算和实验数据拟合过程,能从每个测量得到的光电子能谱重建出超紫外线脉冲的时域特性.用参数化公式从脉冲的能量带宽值计算得到脉冲重建结果的时间不确定性(即时间误差).由于变换方程建立了超紫外线脉冲时间特性、重要的激光参数(峰值强度、电场包络形状、相位、载波-包络相位等)、原子或分子的电离能,以及光电子能谱之间的直接联系,可以用它从各个已知参数值计算出未知的参量.通过观测、分析某些� 展开更多

关键词 阿秒测量 脉冲时间结构 光电子能谱 变换方程 相位确定法

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分子阿秒超快动力学精密测量与调控

6

作者 左子潭 姜雯昱 +5 位作者 徐一丹 童继红 韩露露 许理明 宫晓春 吴健 《自然杂志》 CAS 2022年第6期422-431,共10页

少周期飞秒脉冲激光和桌面化极紫外阿秒光源的发展为在原子分子层面探究电子和原子核超快运动提供了飞秒到阿秒时间尺度的探测标尺。围绕双光子干涉阿秒拍频重构技术、阿秒条纹相机技术、阿秒钟技术以及阿秒瞬态吸收光谱技术等不同的阿... 少周期飞秒脉冲激光和桌面化极紫外阿秒光源的发展为在原子分子层面探究电子和原子核超快运动提供了飞秒到阿秒时间尺度的探测标尺。围绕双光子干涉阿秒拍频重构技术、阿秒条纹相机技术、阿秒钟技术以及阿秒瞬态吸收光谱技术等不同的阿秒测量谱学方法,主要梳理了飞秒和阿秒光脉冲在分子电离解离超快精密测控领域的最新进展,探讨了分子化学键断裂重组过程中的电子跃迁、电荷转移、电子-电子关联、电子-原子核振转耦合等超快动力学行为。 展开更多

关键词 阿秒测量谱学 分子阿秒超快动力学 电子离子符合测量

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高次谐波与阿秒脉冲的回顾与展望

7

作者 李林骏 谢兴龙 《安徽师范大学学报（自然科学版）》 2021年第4期307-314,共8页

高次谐波产生(High-order Harmonic Generation,HHG)使激光脉冲脉宽突破到阿秒量级成为可能。2001年第一次在实验上利用高次谐波产生的方法获得了650as的脉冲,揭开了阿秒时代的序幕。根据介质的不同大致可以分为气体高次谐波、固体体材... 高次谐波产生(High-order Harmonic Generation,HHG)使激光脉冲脉宽突破到阿秒量级成为可能。2001年第一次在实验上利用高次谐波产生的方法获得了650as的脉冲,揭开了阿秒时代的序幕。根据介质的不同大致可以分为气体高次谐波、固体体材料高次谐波和固体等离子体高次谐波。气体高次谐波经过了二十多年已经发展得很成熟,并能通过气体高次谐波获得最短43as的脉冲。固体体材料高次谐波和固体等离子体高次谐波因为转化效率高、光子能量高等独特优势已经成为产生阿秒脉冲的研究热点。本文主要介绍了高次谐波的发展历史,气体高次谐波、固体体材料高次谐波和固体等离子体高次谐波的发展现状以及阿秒脉冲测量和表征技术的发展,并对未来的发展趋势进行了总结展望。 展开更多

关键词 阿秒脉冲 高次谐波 阿秒测量和表征

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阿秒脉冲产生和测量技术研究进展(特邀) 被引量：6

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作者 王虎山 曹华保 +8 位作者 皮良文 黄沛 王向林 徐鹏 袁浩 刘鑫 王屹山 赵卫 付玉喜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-25,共25页

阿秒脉冲光源诞生于21世纪初,是同时具有阿秒时间和纳米空间分辨率的全相干光源,在近20年的时间里,推动了阿秒科学研究不断取得显著的进展和突破。阿秒脉冲为物理、化学、生物、材料、信息等领域的发展提供了全新研究手段和重要创新机... 阿秒脉冲光源诞生于21世纪初,是同时具有阿秒时间和纳米空间分辨率的全相干光源,在近20年的时间里,推动了阿秒科学研究不断取得显著的进展和突破。阿秒脉冲为物理、化学、生物、材料、信息等领域的发展提供了全新研究手段和重要创新机遇。本文介绍了阿秒脉冲的重要发展历程,主要综述并总结了高次谐波、阿秒脉冲产生以及阿秒脉冲测量的关键技术和现状,最后对阿秒脉冲研究的发展进行了展望。 展开更多

关键词 超快光学 阿秒脉冲 高次谐波 选通技术 阿秒脉冲测量 软X射线

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阿秒脉冲测量原理和技术研究进展 被引量：3

9

作者 赵昆 高亦谈 +8 位作者 朱孝先 许思源 江昱佼 李远锋 王佶 朱江峰 张大成 陈云琳 魏志义 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期835-846,共12页

阿秒脉冲由于极短的脉冲宽度和超高的时间分辨能力,在物理学、化学、生物学和医学等领域有着潜在应用.自诞生之日起,阿秒脉冲的时域极限不断突破,使得阿秒脉冲的测量成为一大研究热点.本文主要分为两个部分,第一部分回顾了阿秒脉冲与气... 阿秒脉冲由于极短的脉冲宽度和超高的时间分辨能力,在物理学、化学、生物学和医学等领域有着潜在应用.自诞生之日起,阿秒脉冲的时域极限不断突破,使得阿秒脉冲的测量成为一大研究热点.本文主要分为两个部分,第一部分回顾了阿秒脉冲与气体介质作用的脉冲测量技术的发展过程,简述了几种测量阿秒脉冲时域信息的实验原理、实验方案设计以及实验结果.第二部分介绍了从阿秒条纹相机中提取阿秒脉冲时域信息的理论反演算法,包括算法的原理和结构,并从计算时间和计算结果精度上对算法进行了比较.文章最后总结了阿秒脉冲测量技术在实验和理论上的困难与挑战,并展望了未来阿秒脉冲测量的发展方向. 展开更多

关键词 阿秒脉冲测量 阿秒条纹相机 阿秒条纹相机反演算法 光电离

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超短激光脉冲测量技术的发展 被引量：2

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作者 陈碧芳 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2005年第4期588-590,共3页

文章综述了超短激光脉冲测量技术的发展历程,特别详细地介绍了目前国际上公认的测量飞秒脉冲的频率分辨光学开关法(FROG)和光谱相位相干电场重构法(SPIDER),并概述了处于实验室阶段的阿秒脉冲产生的基本原理及测量方法。

关键词 皮秒脉冲测量 飞秒脉冲测量 频率分辨光学开关法:光谱相位相干电场重构法 阿秒脉冲测量

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探测凝聚态材料中电子的阿秒动力学以及相互作用过程(特邀)

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作者 陶镇生 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期62-76,共15页

随着高次谐波阿秒光源技术以及阿秒计量学的发展,对于凝聚态材料中的电子动力学探测也进入了阿秒的领域,并在近15年的时间里取得了显著的进展和突破。新颖的阿秒测量方式为研究在极短的时间尺度上,凝聚态材料中电子的运动、共振跃迁以... 随着高次谐波阿秒光源技术以及阿秒计量学的发展,对于凝聚态材料中的电子动力学探测也进入了阿秒的领域,并在近15年的时间里取得了显著的进展和突破。新颖的阿秒测量方式为研究在极短的时间尺度上,凝聚态材料中电子的运动、共振跃迁以及相互作用等重要物理问题提供了全新的研究手段和重要创新机遇。本文介绍了探测凝聚态物质中本征阿秒动力学过程的重要工作,主要综述了高次谐波、阿秒脉冲测量、凝聚态材料阿秒光电子能谱探测的关键技术和现状。最后对阿秒光电子动力学测量技术的发展做出了展望。 展开更多

关键词 超快光学 阿秒脉冲 高次谐波 阿秒脉冲测量 阿秒光电子能谱

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