用太赫茲輻射觀測和操控強場動力學

《用太赫茲輻射觀測和操控強場動力學》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由張棟文擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：用太赫茲輻射觀測和操控強場動力學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張棟文
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

半導體中電子-空穴碰撞產生的高階太赫茲邊帶以及太赫茲脈衝在晶體中產生的高次諧波都表明強太赫茲場已經成為強場物理中一種新的量子操控手段。飛秒雷射脈衝電離氣體產生的單周期、載波包絡相位穩定、偏振態可控的強太赫茲場，可以最佳化分子的取向、提高高次諧波的輻射效率、調製光電子的動量分布。本項目通過控制雙色雷射場的相位、光強、偏振、波長，同時測量原子和定向分子隧穿電離產生的太赫茲譜、高次諧波譜和光電子動量譜，實驗研究庫侖場在太赫茲輻射中的作用，刻畫太赫茲輻射的近場空間分布，並用產生的強太赫茲場調製電子波包的動力學過程。項目結果有助於提高太赫茲輻射的效率，發展用太赫茲輻射去原位測量雷射相位的技術，用太赫茲輻射對分子勢成像的方法，實現從太赫茲波到X射線，對複雜量子態演化的多時間尺度的觀測和全電磁波段的操控。

結題摘要

超短強雷射脈衝電離氣體，能夠產生具有重要套用價值的從太赫茲到軟X射線波段的超寬頻相干輻射。本項目所建立的基於光場調控的高次諧波和太赫茲波光譜（HATS）同步測量和調控技術，為更全面、深刻地揭示強場驅動下原子、分子內部的電子超快動力學和輻射過程提供了新手段。研究發現，太赫茲輻射強度可以標校原子分子在強場中的電離率，太赫茲輻射的最優相位可以用作強場物理中中原位的相位計。我們將HATS技術用於準直雙原子分子，建立了與電離模型無關的自由空間分子角分辨的微分電離截面全光測量新手段，成功揭示了N2分子高次諧波產生過程中的雙中心干涉效應。將HATS技術拓展至二維（2D-HATS），通過精細調整雷射場的偏振和雙色場的相位，精準控制CO2分子的準直角度和電子波包的軌跡，揭示了CO2分子高階諧波產生過程中的多通道相干效應，實現原位阿秒脈衝整形。