基本介紹
- 中文名：阿秒光脈衝
- 外文名：Attosecond Pulses of Light
- 釋義：一種發光持續時間極短的光脈衝
發展歷史,套用情況,
發展歷史
1993年，諾貝爾物理學獎獲得者亨施提出對高次諧波採用傅立葉合成的方法產生阿秒光脈衝。
1994年，萊文斯坦小組提出了基於量子理論的高次諧波產生的強場近似模型(SFA)。在這個理論中，他們假設(i)不考慮激發態的貢獻；(ii)忽略基態的衰減；(iii)連續態電子不受原子核的庫侖作用。1996年，萊文斯坦小組從理論上證明了單原子模型的計算可以產生阿秒光脈衝。在同一年，赫里斯托夫等人採用單原子三維模型計算利用小於10fs的雷射脈衝產生寬頻高效諧波，再通過濾波可以產生100as左右的X射線阿秒光脈衝。
2001年，奧地利維也納技術大學的克勞茨研究組在實驗上成功地利用氣體高次諧波產生了脈寬為650 as的單個光脈衝，使光脈衝寬度達到阿秒量級。
2006年，桑索內等利用偏振時間門技術使用5 fs的雷射脈衝產生130as的單阿秒光脈衝。同樣基於偏振時間門技術的原理，美國堪薩斯州立大學常增虎教授等提出了雙光學時間門和廣義雙光學時間門方案，他們可以讓產生單阿秒光脈衝的驅動雷射脈衝寬度長達28fs。雙色場時間門方案則是利用高次諧波產生對雷射電場強度的敏感特性，採用基頻雷射疊加一個倍頻雷射電場合成驅動雷射電場。中國科學院上海光學精密機械研究所曾志男等人採用雙色相干控制方法可以獲得148eV的超寬光譜，理論上這么寬的光譜可以合成小於24 as的超短阿秒光脈衝。
2012年，常增虎教授研究小組利用其提出的雙光學時間門方案，產生了67 as 的單阿秒光脈衝。
2017年7月在西安舉行的第六屆國際阿秒物理會議上，常增虎教授研究小組和瑞士的沃納研究小組同時宣布了利用中紅外雷射採用偏振門技術產生了53 as的單阿秒光脈衝。一個多月後，沃納研究小組經過最佳化，突破了50as大關，產生了43as的單阿秒光脈衝。
套用情況
阿秒光脈衝具有極端超快的特性，人們採用阿秒光脈衝結合泵浦——探測技術已經可以探測數十阿秒的超快電子動力學過程，並且能夠在原子尺度內實時控制電子的運動。阿秒光脈衝的套用是人類正在開拓的一個全新科學領域，它不僅能幫助科研人員分析原子和分子內電子的運動過程、原子核結構等基礎物理學問題，也在為材料科學和生命科學等提供全新的研究手段。
人們套用阿秒光脈衝研究原子和分子中的超快電子動力學，關於原子的物理現象主要是原子內電子電離、多電子俄歇衰變、電子激發弛豫和成像等，而關於分子的研究主要是分子的解離過程和控制、分子的振動和轉動與超快電子運動的耦合等。例如，德國的克勞茨研究組採用250as的阿秒光脈衝作用氖原子和氙原子研究電子的激發和隧穿電離，觀察到了氖的二價正離子的產率上升時間為400as。2017年，加拿大的維倫紐夫研究組採用阿秒脈衝串聯合紅外雷射電場實現了對氖原子的阿秒電子波包的成像。
