第9期陈德应等:高次谐波产生阿秒极紫外和X光脉冲研究新进展息,比如非弹性散射产生的散射电子的光谱等等。
由于电子和离子复合过程短于一个光场周期,利用这个时间窗就可以获得阿秒的分辨率。
对电子轨迹产生微扰可以这样实现,在具有椭圆偏振场的基频脉冲中加入一个弱的垂直分量,当电子离开母离子的时候,这个附加的场使电子波包侧向偏移,利用激光场的椭圆极化率和侧移度来测量电子波包的侧向分布。
复合电子与母离子的局部作用就是一个空间窗口,椭圆极化率依据电子的空间分布平移空间窗121以阿秒的分辨率给出时间和空间上的信息。
如图3(a)所示电子波包产生的侧向移动非线性地与复合时间t和电离时问t“有关,对不同的谐波级次产生的效果也不同,一般累积在短电子轨迹上的侧向位移随着延迟£一“而增大,也随着谐波级次而增大。
图3(b)是实验上测得的氖气中高次谐波信号与椭圆极化率的函数关系,显示出越高级次的谐波对椭圆极化率的变化越敏感。
这样对激光偏振状态的轻微调整不仅可以控制总的谐波辐射而且可以很明显地改变谐波谱分布。
这种光谱变化被用来求解电子波包动力学,脉冲的时域响应也可以通过测量谐波谱的变化来确定。
3阿秒探测电子动力学as量级的电子与母离子碰撞复合是很多强场物理现象的核心,许多新的应用都依赖于对这个过程的深入了解,比如产生单个阿秒脉冲、亚埃尺度成像、光学频标的扩展以及产生任意波形as量级脉冲。
随着阿秒物理学研究的深入,现在可以利用阿秒极紫外光脉冲来实现电子动力学探测[12。
引。
由于能量和动量守恒,当电子波包与母离子碰撞复合时,它吸收一个XUV光子产生一个高能电子,由于电子波包是非单色场的,所以在原子核附近发生碰撞复合的电子波包在不同的时刻具有不同的能量,XUV光电子谱就在XUV光脉冲探测的瞬间记录了一个有关碰撞复合能量的阿秒快照。
在原子核附近的XUV光脉冲吸收的空间分布就实现了亚埃尺度的空间分辨。
通过调整强激光场和XUV探测光脉冲的不同延迟可以在纵深方向探测含时电子数密度和碰撞能量。
利用椭圆极化率扫过电子波包获得穿过原子核横截面的电子密度分布。
可以设想一个原子就是一个扫描隧道显微镜(STM)的尖端,椭圆极化率相对STM尖端移动,超短XUV脉冲提供了as精度的时间分辨。
如图4所示,在大多数高能电子返回的时刻,从基态跃迁电子辐射的XUV信号和从碰撞复合波包达到最大值辐射的XUV信号在能量上是分开的。
图中最上面圆形突出部分是单光子XUV电离原子释放的电子再散射形成的,里层黑虚线圈部分代表从基态获得的单光子吸收,中间虚线圈是从基态获得的双光子吸收,最外层白虚线圈是碰撞复合信号,从图中可以看出再碰撞复合波包辐射的XUV信号比从基态电子跃迁辐射的XUV信号低6个数量级。
原因有两个,一是因为碰撞复合电子波包的横向扩散,二是库仑势的奇点性质导致近核小范围内XUV吸收明显增强。
采用类似光外差测量法可以让强的阈上电离(ATI)电子信号增强弱的碰撞电子信号,如图5所示从颜色上可以判断出测量信号(黑虚线圈标示)强度提高了3个数量级。
单光子XUV电离的电子和阈上电离电子之间的干涉也为描述阈上电离峰值相位提供了一种实验方法。
总之时间分辨的XUV光谱包含了碰撞复合电子的时间和空间信息,通过仔细分析XUV光谱不仅可以重构阿秒XUV光脉冲而且可以探测强场下束缚态和连续态电子动力学。
e/a.u.Fig.4Photoelectronspectraof3Dhydrogenunder200XUVpulseradiation图4200XUV脉冲辐射情况下的氢原子的3D光电子能谱P●矗u.Fig.5InterferencebetweentheXUVandATIelectronsenhancingtherecollisionsignal图5阈上电离(ATI)和XUV辐射之间的干涉增强了碰撞信号高次谐波产生阿秒极紫外和X光脉冲研究新进展作者:陈德应, 王玉铨, 夏元钦, CHEN De-ying, WANG Yu-quan, XIA Yuan-qin作者单位:哈尔滨工业大学,可调谐激光技术国家级重点实验室,哈尔滨,150001刊名:强激光与粒子束英文刊名:HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS年,卷(期):2008,20(9)被引用次数:5次1.Brabec T;Krausz F Intense few-cycle laser fields:frontiers of nonlinear optics 20002.Christov I P;Murnane M M;Kapteyn H C High-harmonic generation of attosecond pulses in the "single-cycle" regime 1997(07)3.Pukhov A;Gordienko S;Baeva T Temporal structure of attosecond pulses from intense laser-atom interactions 20034.Drescher M;Hentschel M;Kienberger R X-ray pulses approaching the attosecond frontier 20015.Hentschel M;Kienberger R;Spielmann C Attosecond metrology 20016.Mauritsson J;Johnsson P;Gustafsson E Attosecond pulse trains generated using two color laserfields 20067.Nabekawa Y;Shimizu T;Okino T Interferometric autocorrelation of an attosecond pulse train in the single-cycle regime 20068.Nikolopoulos L A A;Benis E P;Tzallas P Second order autocorrelation of an XUV attosecond pulse train 20059.Jones R J;Moll K D;Thorpe M J Phase-coherent frequency combs in the vacuum ultraviolet via high-harmonic generation inside a femtosecond enhancement cavity 200510.Dudovich N;Levesque J;Smirnova O Attosecond temporal gating with elliptically polarized light 200611.Kosuge A;Sekikawa T;Zhou X Frequency-resolved optical gating of isolated attosecond pulses in the extreme ultraviolet 200612.Lein M Attosecond probing of vibrational dynamics with high-harmonic generation 200513.Niikura H;Villeneuve D M;Corkum P B Attosecond light pulses for probing two-electron dynamics of helium in the time domain 200714.Smirnova O;Patehkovskii S;Spanner M Direct XUV probing of attosecond electron recollision 20071.葛愉成高次谐波辐射发射特性研究[期刊论文]-物理学报2008,57(7)2.萧珺高次谐波和阿秒脉冲的优化[学位论文]20053.兰鹏飞飞秒激光驱动的阿秒脉冲光源产生及控制[学位论文]20094.余晓光.颜根英.万慧军.阮文.谢安东.YU Xiao-guang.YAN Gen-ying.WAN Hui-jun.RUAN Wen.XIE An-dong在不同激光脉宽下的高次谐波[期刊论文]-原子与分子物理学报2006,23(5)5.霍义萍.曾志男.李儒新阿秒脉冲测量的研究进展[期刊论文]-物理2004,33(12)6.胡杰.刘锋.HU Jie.LIU Feng分子与强激光场相互作用的最新研究进展[期刊论文]-激光与光电子学进展2007,44(10)7.陈基根.CHEN Ji-Gen强短脉冲辐照叠加态原子增强阿秒脉冲强度[期刊论文]-原子与分子物理学报2008,25(6)8.陈基根.杨玉军.曾思良.李琛.朱颀人.CHEN Ji-gen.YANG Yu-jun.ZENG Si-liang.LI Chen.ZHU Qi-ren采用组合脉冲驱动生成单一的X射线阿秒脉冲[期刊论文]-原子与分子物理学报2007,24(2)9.谢建坤电力系统高次谐波的危害及防制措施[期刊论文]-科技信息2010,2(17)10.杨林高次谐波产生的主要原因、危害及其抑制措施[期刊论文]-中国科技信息2007(17)1.叶苗,王其华基于再生锁模控制的激光器高次谐波研究[期刊论文]-激光与红外 2010(11)2.王超,康轶凡,田进寿,刘虎林两类单阿秒脉冲产生技术的相位依赖性分析[期刊论文]-激光技术 2012(04)3.卢发铭千赫兹飞秒激光驱动17-40nm高次谐波辐射研究[学位论文]硕士 2009引用本文格式:陈德应.王玉铨.夏元钦.CHEN De-ying.WANG Yu-quan.XIA Yuan-qin高次谐波产生阿秒极紫外和X光脉冲研究新进展[期刊论文]-强激光与粒子束 2008(9)。