Generation and characterisation of isolated attosecond pulses at 100kHz repetition rate
在极紫外(XUV)光谱区产生具有阿秒脉冲宽度的相干光脉冲是阿秒科学领域的基础。在第一次展示孤立的阿秒脉冲20年后,它们仍然是一种独特的工具,可以观察和控制原子、分子和固体中的电子动力学。长期以来,人们已经认识到,阿秒光源的重复频率的增加对于原子和分子物理学、表面科学和成像中的许多应用是必要的。虽然在重复频率超过100 kHz的高次谐波产生(HHG),在XUV光谱的截止区域显示连续性已经在2013年得到证明,但每个脉冲的光子数量不足以通过阿秒条纹进行脉冲表征,更不用说进行泵浦探测实验了。在这里,我们报告的XUV阿秒脉冲的产生和完整的特性,通过高次谐波驱动的近单周期脉冲在100 kHz的重复率。靶上每个脉冲10^6个XUV光子的高数量使得阿秒电子拖尾实验成为可能,通过该实验,XUV脉冲被确定为由占主导地位的单个阿秒脉冲组成。这些结果为阿秒泵浦探测光谱研究打开了大门,其重复率比目前的实现高出一个或两个数量级。
2021-08-26 physics.atom-ph physics.optics
Attosecond pulse synthesis from high-order harmonic generation in intense squeezed light
该研究提出利用强压缩光驱动原子高次谐波产生,使全光谱谐波相位锁定,从而显著缩短合成阿秒脉冲宽度。
2024-06-14 physics.atom-ph physics.optics
Spatially resolved spectral phase interferometry with isolated attosecond pulse
我们的特点是空间分辨光谱相位干涉与一个孤立的阿秒脉冲(IAP)。测量的空间-光谱干涉图和光谱干涉条纹可见度显示出高度的IAP空间和光谱相干性。此外,所表征的光谱延迟干涉图在整个IAP连续谱上显示出周期性的时间振荡,这表明高的时间相干性。在宽连续光谱范围内的IAP相干性具有实现时间分辨IAP相位光谱的潜力,这将有助于在未来探索时空色散电子波动动力学。
2020-05-18 physics.atom-ph physics.optics
Macroscopic effects in attosecond pulse generation
我们研究了在部分电离气体介质中高次谐波的产生和传播如何影响它们的强度和同步。在长气体靶中产生的阿秒脉冲的时间特性可以受到宏观效应的显著影响,特别是受到介质中的强度和电离度的影响。在某些条件下,使用比吸收长度长的气体靶可以导致自压缩阿秒脉冲的产生。我们显示这种效果的实验,使用长充氩气体细胞作为生成介质。
2007-06-13 physics.atom-ph physics.optics
Generation of isolated attosecond pulses in the far field by spatial filtering with an intense few-cycle mid-infrared laser
我们报告的高次谐波产生(HHG)的理论计算,包括多电子效应和宏观传播的基本和谐波场在电离介质中。通过时频分析,我们发现基频光场的整形是造成高次谐波谱连续结构的原因。我们进一步提出了一种利用轴向滤波器选择不同发散角的远场谐波来获得孤立阿秒脉冲的方法。我们还讨论了IAP的载波包络相位依赖性和优化IAP产量的可能性。利用强的几个周期的中红外激光,这为产生孤立的阿秒脉冲提供了一种可能的方法。
2011-07-19 physics.atom-ph physics.optics
Attosecond pulse production using resonantly-enhanced high-order harmonics
从理论上研究了超晶格中的巨共振对连续高次共振增强谐波之间相位差的影响,并计算了这些谐波产生的阿秒脉冲的持续时间。对于某些条件,谐振引起的移相补偿了非谐振谐波固有的相位差。我们发现这些条件的分析,并将它们与数值结果进行比较。这种谐波同步允许阿秒脉冲缩短与共振诱导的强度增加超过一个数量级;后者的增强放松了阿秒脉冲生产所需的紫外线过滤的要求。使用双色驱动场允许进一步增加强度。特别是,在谐波光谱中的焦散样特征导致生成效率增长高达两个数量级,然而伴随着延长的XUV脉冲。
2016-10-25 physics.atom-ph physics.optics
Twisting attosecond pulse trains by amplitude-polarization IR pulses
自然地,原子和分子过程在亚飞秒时间尺度上发展。例如,为了跟踪和捕捉电子在那个尺度上的运动,我们需要合适的“探针”。阿秒脉冲是实现这一目的最合适的工具。当强激光场与物质相互作用并产生驱动源的高次谐波时,就会产生这些超短光脉冲。在这项工作中,我们提出了一种扭曲阿秒脉冲序列的方法。在我们的方案中,训练中的每个阿秒脉冲都具有明确的线性偏振,但是它们之间具有不同的偏振角。为了实现这一目标,我们考虑一个特定的偏振态,称为振幅偏振的红外脉冲。这种脉冲在以前的工作中实验合成。利用高次谐波产生现象,利用该激光源非线性驱动原子系统,得到扭曲的阿秒脉冲训练。我们达到了高度的控制在超短相干XUV产生的辐射的偏振。通过量子力学模拟,辅以信号处理工具,我们能够剖析生成过程的基本物理学。我们相信这些偏振雕刻XUV源将在未来的泵浦探测实验中发挥重要作用。
2023-01-06 physics.atom-ph physics.optics
Simultaneous VUV and XUV pulse generation and characterization for attosecond pump probe experiments
我们报道了在同轴双气体靶系统中,通过几个周期脉冲驱动的高次谐波产生的孤立阿秒XUV和VUV脉冲的产生和特性。一个气体喷射靶用在15-25 eV光子能量范围(VUV)中优化HHG的Kr气体操作,而第二气体喷射靶在Ne气体中操作以优化约90 eV(XUV)的高次谐波产生。使用适当的滤波器来分离所需的光谱分量以合成分离的脉冲。Sn和In过滤器用于VUV区域,而Zr过滤器用于XUV。我们使用阿秒拖尾技术和LSGPA检索算法独立地表征了XUV和VUV脉冲,使用In滤波器获得1.7 $\pm$ 0.2 fs脉冲,使用Sn获得616 $\pm$ 50作为脉冲,同时保留266 $\pm$ 10作为隔离的XUV脉冲。
2013-11-19 physics.atom-ph physics.optics
Parametric attosecond pulse amplification far from the ionization threshold from high order harmonic generation in He$^+$
利用三维含时薛定谔方程,首次研究了He原子$^+$激发态高次谐波产生过程中,单原子水平下100 eV左右的阿秒相干脉冲的参量放大.我们提出了远离电离阈值的放大过程的阿秒动力学,并解决其背后的物理问题。一个特定的中心光子能量的放大需要种子XUV脉冲在时间上与驱动激光场完全同步,用于受激复合到He $^+$基态,并且仅在几个特定的激光周期中产生,与实验测量一致。我们的模拟表明,放大的光子能量区域可以通过改变激光场的峰值强度来控制。我们的研究结果为实现具有广泛应用的紧凑型阿秒脉冲强XUV激光器铺平了道路。
2020-05-25 physics.atom-ph physics.optics
Generation of Bright Isolated Attosecond Soft X-Ray Pulses Driven by Multi-Cycle Mid-Infrared Lasers
飞秒激光驱动的高次谐波产生使得捕捉分子和材料中最快的动力学成为可能。然而,迄今为止,最短的阿秒(as)脉冲仅在低于100 eV的极紫外(EUV)光谱区域产生,这限制了可以探索的材料和分子系统的范围。在这里,我们使用先进的实验和理论来证明一个显着的物理收敛:当中红外激光器被用来驱动高次谐波产生过程中,最佳的明亮的软X射线产生的条件自然符合孤立的阿秒脉冲的产生。随着驱动激光波长的增加,相位匹配的时间窗口迅速缩小,以至于2 μm驱动激光器的标准脉冲是明亮的孤立阿秒脉冲。利用这一认识,我们证明了隔离软X射线阿秒脉冲的产生在光子能量高达180 eV的第一次,出现线性啁啾300作为脉冲与35作为转换限制。最令人惊讶的是,我们发现,与EUV中的脉冲产生相反,需要长持续时间、多周期的驱动激光脉冲来有效地产生隔离的软X射线爆发,以减轻激光和X射线场之间的群速度走离,否则会限制转换效率。我们的工作展示了一种清晰而直接的方法,用于在整个软X射线光谱区域稳健地产生明亮的阿秒电磁辐射脉冲。
2014-01-01 physics.atom-ph physics.optics
Helicity-selected near-circularly polarized attosecond pulses generated from mixed He-Ne gases
提出利用双色反向旋转圆偏振场在混合He-Ne气体中产生螺旋性选择的近圆偏振阿秒脉冲的方法,通过选择单一螺旋分量简化了高椭圆度谐波的产生。
2024-09-29 physics.atom-ph physics.optics
Ponderomotive generation and detection of attosecond free-electron pulse trains
在结构变化或化学反应过程中的原子运动动力学已经通过皮秒和飞秒脉冲电子束通过超快电子衍射和显微镜可视化。对原子、分子和固体中更快的电子动力学进行成像需要亚飞秒持续时间的电子脉冲。我们在这里演示了全光产生的阿秒自由电子脉冲串。该概念是基于脉冲电子束的周期性能量调制,通过与由两个飞秒激光脉冲在真空中以不同频率产生的光学行波的有质动力势的非弹性相互作用。随后的色散传播导致电子的压缩和超短脉冲的形成。压缩后的电子的纵向相空间演化映射的第二锁相相互作用。测量和计算谱图的比较揭示了压缩电子脉冲序列的阿秒时间结构,单个脉冲持续时间小于300 as。该技术可用于高重复率下亚光周期自由电子脉冲的剪裁和初始表征,用于亚飞秒时间分辨率的频闪时间分辨实验。
2019-05-13 physics.atom-ph physics.optics
Spatio-temporal coupling of attosecond pulses
到目前为止,产生的最短光脉冲大约是几十阿秒,中心频率在极紫外范围内,带宽超过几十eV。它们通常作为由驱动激光周期的一半分离的脉冲的训练产生,在频域中导致高的奇次谐波的频谱。随着光脉冲变得更短并且光谱更宽,广泛使用的近似包括将光学波形写为时间和空间振幅的乘积不再适用。在这里,我们调查的时间和空间属性的阿秒脉冲的相互作用。我们发现,产生的谐波的发散和焦点位置往往强烈地依赖于它们的频率,导致宽带阿秒脉冲的强色差。我们的论证使用一个简单的分析模型,高斯光学,数值传播计算和实验谐波发散测量的基础上。这种影响需要考虑未来的应用,需要高质量的聚焦,同时保持宽带/超短特性的辐射。
2018-10-15 physics.atom-ph physics.optics
High-flux 100-kHz attosecond pulse source driven by a high average power annular laser beam
高重复频率阿秒脉冲源是时间分辨电子动力学研究中不可缺少的工具,如符合谱和对统计量和信噪比要求高的实验,特别是在化学和生物学中固体和大分子样品的情况下。虽然高重复率的激光器,这种阿秒脉冲的泵浦探测配置是可能实现的,到目前为止,只有少数这样的光源已经证明。在此,通过将驱动激光成形为环形光束,在阿秒脉冲被时间表征的高重复率系统(> 10 kHz)中,报道了迄今为止在目标(生成时269 pJ)上具有最高能量(51 pJ/发射)的100 kHz阿秒脉冲训练(APT)。通过减少高次谐波的反射和过滤损失,目标上的脉冲能量被最大化,并且实现了从产生点到目标位置的前所未有的19%的传输率。同时,探测光束也是环形的,并且通过使用另一个孔镜与APT组合来实现该光束的低损耗。从理论和实验上论证了在高平均功率激光条件下,利用环形光束产生阿秒脉冲的优越性。文中还详细分析了产生介质中非线性传输对环形光束产生的影响。
2022-01-13 physics.atom-ph physics.optics
Terawatt-level three-stage pulse compression for all-attosecond pump-probe spectroscopy
提出一种基于氦介质的三阶后压缩方案,生成3.7 fs多mJ脉冲,兼具简单、鲁棒和高稳定性,适用于全阿秒泵浦-探测光谱学,并验证了同时与顺序双光子吸收,可扩展至多太瓦功率。
2024-08-26 physics.atom-ph physics.optics
Resonant enhancement of a single attosecond pulse in a gas medium by a time-delayed control field
提出并研究了一种利用飞秒激光脉冲修饰稠密氦气,实现极紫外单阿秒脉冲传输的光相干控制方案。当SAP激发2s2p态时,激光脉冲耦合2s2p(^1P)和2s^2(^1S)自电离态。在通过气体之后,SAP的光谱和时间轮廓被强烈地扭曲。对于特定的激光强度和时间延迟,光谱中出现了窄而增强的尖峰,这首次证实了超短修整场对宽带光子波包的控制。我们分析了光子和电子动力学,并得出结论的敷料条件,最大限度地提高。这一结果展示了阿秒光控制的新的可能性。
2012-09-25 physics.atom-ph physics.optics
Angle-Resolved Attosecond Streaking of Twisted Attosecond Pulses
本工作的重点是通过泵-探测装置中的能量和角度分辨阿秒条纹来表征扭曲阿秒脉冲中编码的轨道角动量(OAM)的量。结果表明,线极化扭转脉冲产生的光电子谱具有不同的OAM值,呈现出角调制,而圆极化扭转脉冲产生的光电子谱具有角各向同性。结果表明,能量分辨和角度分辨条纹谱对扭曲脉冲的OAM值敏感。此外,扭曲泵浦脉冲和强红外探测脉冲的偏振的不同组合对拖尾光谱的影响也不同。描述的OAM携带扭曲的阿秒脉冲开辟了可能性,探索螺旋光物质相互作用的阿秒时间尺度。
2020-06-02 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Attosecond streaking enables the measurement of quantum phase
阿秒拖尾作为一种测量技术,最初被认为是表征阿秒光脉冲的一种手段,如果相关的跃迁矩阵元素在光脉冲的带宽内近似恒定,则阿秒拖尾是一个很好的近似。我们的分析阿秒拖尾测量系统的复杂响应的光致电离脉冲建立了一个关系的动量空间波函数的出射电子和传统的检索算法的结果。这一发现使测量的量子相位与束缚连续过渡矩阵元素。
2010-08-05 physics.atom-ph physics.optics
Controlling electron motion with attosecond precision by shaped femtosecond intense laser pulse
本文提出时间双缝干涉仪方案,通过整形飞秒激光脉冲精确测量电场并控制电子隧穿波包,实现阿秒精度的电子亚周期动力学控制,并经量子轨迹蒙特卡罗和三维含时薛定谔方程验证。
2023-11-10 physics.atom-ph physics.optics
Tailoring polarisation of attosecond pulses via co-rotating bicircular laser fields
本研究提出利用同向旋转ω-2ω双圆激光场的高次谐波产生,生成偏振特性鲁棒、椭圆率可调的阿秒脉冲,为研究手征敏感的光-物质超快过程提供了新方法。
2023-04-30 physics.atom-ph physics.optics
Generation of Attosecond Pulses with Controllable Carrier-Envelope Phase via High-order Frequency Mixing
在亮度和脉冲持续时间方面提高台式阿秒源对于不断扩大的应用领域具有极大的兴趣和重要性。最近的理论研究[新物理杂志,22 093030(2020)]已经发现,双色激光场中的高阶混频(HFM)可以比高阶谐波产生(HHG)有效得多。在这里,我们研究的阿秒特性的相干XUV通过HFM产生的解析和数值,侧重于实际上重要的情况下,当一个字段具有更低的频率和更低的强度比另一个。我们推导出简单的解析方程描述的强度和相位锁定的HFM光谱成分。我们表明,通过HFM产生的阿秒脉冲的持续时间,而通过HHG在高原中获得的非常相似,缩短了截止区域。此外,我们的研究表明,通过HFM产生的attopulse的载波包络相位,与HHG相比,可以很容易地控制的相位的生成字段。
2022-04-20 physics.atom-ph physics.optics
Absorption and emission of single attosecond light pulses in an autoionizing gaseous medium dressed by a time-delayed control field
从理论上研究了极紫外(EUV)单阿秒脉冲通过激光修饰稠密气体的传输特性。弱EUV脉冲将氦气从基态抽运到2s 2 p(1 P)自电离态,其通过强度为10^{12} W/cm 2量级的飞秒红外激光耦合到2s 2(1 S)自电离态。模拟显示了如何通过耦合激光器修改EUV的瞬态吸收和发射。一个简单的解析表达式的原子的δ函数脉冲的响应,揭示了强烈的修改的Fano线型的光谱中,这些功能是相当普遍的,并保持有效的现实脉冲条件。我们进一步占脉冲在介质中的传播,并表明,在原子共振的EUV信号可以在气体介质中增强超过50%的具体调整的激光参数,这种增强持续作为EUV在气体介质中传播。我们的研究结果表明,高层次的控制非线性光学效应是可以实现的阿秒脉冲。
2013-01-16 physics.atom-ph physics.optics
Time-resolving the birth of photoelectrons in strong-filed ionization with an isolated attosecond pulse
School of Physical Sciences, Great Bay University(大湾大学物理科学学院);School of Physics and Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学物理学院与武汉光电国家研究中心);Research Center for Advanced Optics and Photoelectronics, Department of Physics, College of Science, Shantou University(汕头大学理学院物理系先进光学与光电子学研究中心)
本文提出利用孤立阿秒脉冲通过相干干涉技术时间分辨光电子动态,揭示强场离子化中电子能量与诞生时间的关系。
2026-04-24 physics.atom-ph physics.optics
Generation of Bright and Controllable Isolated Attosecond X-Ray Pulses from Synchronized Mid-Infrared and Ultra-short Ultraviolet Laser Fields
该研究通过求解氦原子单活性电子近似下的含时薛定谔方程,提出结合中红外驱动场与超短紫外脉冲的双色桌面型高次谐波产生方案,可生成明亮、孤立且可调谐的阿秒X射线脉冲,解决了单色方案的效率与控制问题。
2025-11-15 physics.atom-ph physics.optics
Systematic analysis of an attosecond pulse generation by a sub-cycle laser field
RIKEN Center for Advanced Photonics(理化学研究所先进光子学中心);RIKEN Cluster for Pioneering Research(理化学研究所前沿研究集群)
本文研究了亚周期激光场对高阶谐波生成的影响,揭示了脉冲持续时间与中心频率、阿秒色散的关系,并探讨了如何通过补偿阿秒色散提升IAPs的生成效率。
2024-10-04 physics.atom-ph physics.optics
Attosecond Pulse-shaping using a seeded free-electron laser
阿秒脉冲是研究原子价态和原子核电子动力学的基础。目前,阿秒波形的可重复产生和表征仅通过高次谐波产生过程来证明。目前已经提出了几种整形阿秒波形的方法,包括金属滤波器、多层膜反射镜和驱动场的控制。然而,这些方法都不允许灵活操纵阿秒波形的时间特性,并且它们遭受高次谐波产生过程的低转换效率。相反,自由电子激光器提供飞秒、极紫外和X射线脉冲,能量范围从几十$\mathrmμ$ J到几mJ。最近的实验表明,它们可以产生亚fs尖峰,但具有随拍摄而变化的时间特性。在这里,我们展示了第一个示范的高能量($\mathrmμ$ J级)阿秒波形的可重复产生使用种子自由电子激光。我们展示了一个阿秒脉冲训练的谐波分量的幅度和相位操纵结合一种新的方法,其时间重建。本文的结果为用自由电子激光进行阿秒时间分辨实验开辟了道路。
2020-12-17 physics.atom-ph physics.optics
Molecular dissociation in few-cycle laser pulses: From attosecond to femtosecond pulse duration
通过对电场的详细讨论和含时分子薛定谔方程的直接求解,研究了双原子分子与不同脉宽的(近)光脉冲相互作用的解离动力学.从电子时标(阿秒)到核时标(飞秒)的脉冲持续时间的系统变化表明,所采用的几个周期的激光脉冲导致众所周知的,但完全不同的解离机制。与模型脉冲和实验实现的阿秒脉冲的比较计算强调,在何种程度上,一个现实的电场的建模是至关重要的阿秒制度。
2019-08-13 physics.atom-ph
Metrology of time-domain soft X-ray attosecond pulses and re-evaluation of pulse durations of three recent experiments
软X射线(SXR)到水窗能量区域中的阿秒脉冲提供了用于创建和研究材料中的目标特定局部内壳层电子或空穴的工具,使得能够在阿秒时间尺度上监测或控制动态系统中的电荷和能量流动。最近,一些实验室报道了用几个周期的长波长中红外激光器在百电子伏到千伏范围内产生连续谐波。这些谐波具有支持持续时间为几到几十阿秒的脉冲的带宽。但是,气体介质中产生的谐波具有阿托啁啾,在宽光谱范围内不能被材料完全补偿;因此,实际上,人们可以产生的典型的最短阿托秒脉冲是什么?要回答这个问题,时间阿秒脉冲的准确特性是至关重要的。通过重新分析软X射线谐波报告在最近的三个实验\cite{chang_natcom2017,Thomas_OE2017,Bieger_2017PRX}使用一个新开发的宽带相位恢复算法,我们表明,它们产生的阿秒脉冲都大于约60作为。由于宽带脉冲往往具有远离脉冲的频谱中心的高阶啁啾,因此该算法必须能够在整个带宽上精确地恢复相位。我们重新评估的脉冲持续时间被发现比以前报道的要长。我们还介绍了条纹谱图的自相关(AC)。通过比较来自实验和来自检索的SXR脉冲的AC,可以直接可视化检索结果的准确性,以确保获得正确的相位。我们的反演方法快速、准确,将为未来几十阿秒脉冲的计量提供有力的工具。
2019-05-23 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.optics
Autocorrelation Measurement of Attosecond Pulses Based on Two-Photon Double Ionization
提出基于双光子双电离的阿秒脉冲自相关测量方法,通过分析TPDI概率随时间延迟的变化及拟合曲线获取脉冲特征参数,为强孤立阿秒脉冲测量提供了新途径。
2024-09-23 physics.atom-ph
Attosecond light pulse induced photo-association
我们探讨了原子物质的阿秒泵浦探测方案的背景下受激光缔合。阿秒脉冲--探测器--用于诱导先前已经产生的电子波包的光缔合,通常在与光缔合的原子中心不同的原子中心处具有阿秒泵浦脉冲。我们将表明,电子吸收是最大的脉冲之间的一定延迟。提出了两种增强和控制受激光缔合的方法,即用一个附加的红外脉冲来控制电子波包和用一个阿秒脉冲训练串代替单个阿秒脉冲对。超快受激光缔合的直接应用是测量原子距离。
2008-02-01 physics.atom-ph
Auger decay in krypton induced by attosecond pulse trains and twin pulses
利用attoscience,我们研究了氪原子俄歇衰变的电子关联。俄歇衰减是由脉冲训练或由阿秒持续时间的子脉冲组成的双脉冲引起的。在俄歇衰变期间,可能存在光学修整激光。预测了俄歇电子波包之间的干涉效应。
2009-05-16 physics.atom-ph
Tailored high-contrast attosecond electron pulses for coherent excitation and scattering
利用光对电子束的密度进行时间整形形成了广泛的已建立和新兴技术的基础,包括自由电子激光和阿秒电子显微镜。压缩电子脉冲的调制深度是限制应用的关键品质因数。在这项工作中,我们提出了一种方法来产生无背景的阿秒电子脉冲序列的顺序非弹性电子光散射。利用分数塔尔博特效应中的量子干涉,我们将电子压缩中不需要的背景密度抑制了几个数量级。我们的研究结果将大大提高相干电子光散射的应用,如受激阴极发光和拖尾。
2021-08-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Single attosecond pulse from terahertz-assisted high-order harmonic generation
考虑传输效应,数值研究了在强太赫兹(THz)场中,几个周期的800 nm激光脉冲在氖气中的高次谐波产生.我们的计算表明,太赫兹场与高达12 fs的激光脉冲的组合可以是一种有效的门控技术,以产生单个阿秒脉冲。我们表明,在强太赫兹场的存在下,只有一个单一的阿秒脉冲可以相位匹配,而在其他半周期发射的辐射消失在传播过程中。截止扩展和宽超连续谱出现在近场光谱,扩展可用的光谱宽度为孤立的阿秒脉冲产生从23至93 eV。我们证明了相位匹配效应是产生孤立的阿秒脉冲的原因,即使在单原子响应产生阿秒脉冲训练的条件下。
2011-11-03 physics.atom-ph
Polarization control of attosecond pulses using bi-chromatic elliptically polarized laser
研究了椭圆偏振双色驱动场的高次谐波产生。利用双色反转激光场产生的高次谐波是一种很有前途的阿秒时间尺度圆偏振超短XUV辐射源。阿秒脉冲的椭圆率或偏振可以通过修改发射谐波的椭圆率来调整,这可以通过改变驱动场来控制。我们提出了一个简单的设置来控制驱动场的偏振,这最终改变了阿秒脉冲的椭圆率。通过求解二维含时薛定谔方程(TDSE),导出了阿秒脉冲椭圆率随四分之一波片旋转角度变化的标度律。可以进一步探索定标律,以获得所需偏振度的阿秒脉冲,范围从线性到椭圆到圆偏振。
2021-08-11 physics.atom-ph
Frequency Resolved Optical Gating for Time-Resolving Intra-Atomic Knock-Out in Double Ionization with Attosecond Pulses
我们在现实条件下使用准经典模型开发了双电子阿秒条纹相机。我们假设极紫外(XUV)阿秒脉冲的半峰全宽(FWHM)为24阿秒,中心在120 eV和条纹红外激光场为1600 nm,强度为$1.8 \times 10^{12}$ W/cm $^2$。所提出的方法被证明是能够时间分辨双电离原子内碰撞。
2012-07-26 physics.atom-ph
Attosecond Streaking in the Water Window: A New Regime of Attosecond Pulse Characterization
我们报告的第一个条纹测量的水窗阿秒脉冲通过高次谐波产生,驱动子2周期,CEP稳定,1850 nm的激光脉冲。中心光子能量和能量带宽都远远超过迄今为止所证明的,从而使软X射线领域的阿秒拖尾技术的研究和FROGCRAB检索算法在这种条件下的局限性变得更加明显。我们还讨论了阿托啁啾补偿的问题,以及与XUV相比光电离截面低得多的问题,此外还讨论了同时进入几个靶气体壳层的事实。根据我们的调查,我们警告说,在软X射线制度的巨大不同的条件下,值得认真检查的测量和检索过程的保真度。
2017-10-05 physics.atom-ph
A practical scheme for generating isolated elliptically polarized attosecond pulses using bi-chromatic counter rotating circularly polarized laser fields
本文用数值求解含时薛定谔方程的方法计算了Ne原子在圆偏振基频光和反向旋转二次谐波光场作用下的圆偏振谐波光谱。当使用p型对称性的基态时,我们证明了左右圆极化谐波之间的强不对称性。它是由于产生的脉冲训练中的单个阿秒脉冲的圆偏振而产生的。减少反向旋转驱动器的长度并在它们之间引入小的时移允许产生单个椭圆偏振阿秒脉冲。
2015-09-10 physics.atom-ph
Isolated sub-100-attosecond pulse generation via controlling electron dynamics
提出了一种利用激光脉冲与控制场相结合来相干控制电子动力学的新方法。结果表明,该方法不仅拓宽了阿秒脉冲的带宽,而且减小了啁啾,直接获得了80-as的孤立脉冲,并且通过增加控制场的强度可以获得更短的脉冲。这种超短脉冲允许人们研究以前从未实现过的超快电子过程。此外,几个周期的合成脉冲有望操纵广泛的激光-原子相互作用。
2008-07-10 physics.atom-ph
Ramsey method for Auger-electron interference induced by an attosecond twin pulse
我们研究了俄歇电子干涉实验的原型:两个电子波包发射的内壳电离氪原子使用两个阿秒光脉冲与可变的时间延迟。这种设置是分离振荡场的拉姆齐方法的阿秒实现。预测了两个喷射的俄歇电子波包的干涉,表明两个脉冲之间的相干性被传递到俄歇电子。为了检测干涉图样,需要对光电子和俄歇电子进行精确的符合测量。该方法允许一个控制内壳层电子动力学的阿秒时间尺度上,并代表一个敏感的指标退相干。
2015-02-20 physics.atom-ph
Probing Molecular Dynamics at Attosecond Resolution with Femtosecond Laser Pulses
基于再散射模型计算了飞秒激光脉冲与D $_2$分子相互作用产生的D $^+$离子的动能分布。通过对分子动力学的分析,表明电离电子与D $_2^+$离子的碰撞时间可以从D $^+$动能峰读出,精确到阿秒。我们进一步建议,可以通过使用更短的fs激光脉冲(约15fs)来实现更精确的时钟读取。
2003-07-17 physics.atom-ph
Generation of isolated attosecond pulses by polarization gating of high-order harmonic emission from H$_2^+$ in intense ultrashort laser fields
利用量子力学方法研究了在椭圆度随时间变化的强激光脉冲中H $_2^+$分子的高次谐波辐射产生单阿秒脉冲的过程。研究了H $_2^+$分子在左右圆偏振高斯脉冲叠加下的高次谐波产生,研究了激光场的持续时间和载波包络相位对单个阿秒脉冲产生的影响。利用由一个左右椭圆偏振高斯脉冲组合而成的激光场,研究了场的椭圆度对产生的阿秒脉冲宽度和强度的影响。数值计算表明,采用常规偏振选通,可以从H $_2^+$分子在激光场中发射的脉冲训练中分离出一个强的单阿秒脉冲。
2017-03-01 physics.atom-ph quant-ph
Beyond the single-atom response in absorption lineshapes: Probing a dense, laser-dressed helium gas with attosecond pulse trains
利用极紫外(XUV)阿秒脉冲序列探测光学厚氦靶,在强红外(IR)场的作用下,研究了激光修饰原子在单原子响应之外的吸收线形状.我们研究了微观含时偶极矩的红外诱导相移和宏观XUV脉冲的共振传播诱导整形之间的相互作用。我们的实验和理论结果表明,随着光学深度的增加,这种相互作用导致最初的IR修改的线形的加宽,并随后出现新的,窄的吸收线的功能。
2015-03-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A self referencing attosecond interferometer with zeptosecond precision
在这项工作中,我们演示了两个强烈的,超快的激光脉冲,允许控制干涉测量的高次谐波产生脉冲的分辨率为12.8阿秒(原子单位时间的一半)和精度低至680泽秒($10^{-21}$秒)。我们创建两个副本的驱动飞秒脉冲共享相同的光路,除了在焦点,他们会聚到两个焦点。通过高次谐波过程,每个焦点产生阿秒脉冲训练。来自每个焦点的两个阿秒脉冲串在远场干涉,在XUV区域产生清晰的干涉图案。通过控制两个驱动激光脉冲之间的相对光学相位,我们能够主动地影响脉冲之间的延迟,并且能够执行非常稳定和精确的泵浦探测实验。由于相位操作发生在整个空间轮廓,我们有效地创建两个不可区分的强激光脉冲或阿秒脉冲的共路干涉仪。这两种光束的共性意味着它们对环境和机械波动非常稳定,最高可达到焦点的瑞利范围。在我们看来,这是一个理想的来源,零差和外差光谱测量亚阿秒精度。
2019-05-10 physics.atom-ph
Tunable Tesla-scale magnetic attosecond pulses through ring-current gating
本文提出电流门控方案,利用高强度圆偏振激光驱动环电流产生可调谐的特斯拉级阿秒磁脉冲,为超快磁化、手性响应和自旋动力学探测开辟新途径。
2023-09-18 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Coherent hard x-rays from attosecond pulse train-assisted harmonic generation
研究了相对论强红外激光与弱阿秒脉冲软x射线训练交叉场中原子系统的高次谐波产生。由于X射线脉冲的单光子电离,电离的电子获得补偿由激光磁场引起的相对论漂移的起始动量,并且允许电子在与相对论区域中的原子核复合时有效地发射谐波辐射。以这种方式,可以产生高达40keV能量和10as持续时间的相干硬X射线的短脉冲。
2007-08-24 physics.atom-ph
Attosecond pulse trains as multi-color coherent control
我们提出了一个一般性的描述多色激光脉冲与原子和分子之间的相互作用,侧重于实验相关的例子,红外(IR)脉冲重叠的阿秒脉冲序列(APT)。该公式明确地和分析地揭示了IR脉冲和APT之间的延迟作为相干控制参数的作用。我们的公式还显示了几乎等同的作用的延迟和载波包络相位在控制不同的多光子路径之间的干扰。我们通过研究He的单电离来说明这些观点,并引入修饰绝热超球势来帮助讨论。我们证实了预测与全维,两个电子的时间相关的薛定谔方程的解决方案。
2009-11-13 physics.atom-ph
Attosecond light pulses to reveal the time-dependent rovibrational motion of the correlated electron pair in helium
我们说明了如何阿秒光脉冲可以用来直接映射出两个激发原子电子的相关运动的时间依赖性,讨论了如何在现实的阿秒测量中表现出两个电子的相关性,并提出了以下实验探索:(a)直接揭示关联电子对的弯曲振动运动的单电离信号,(b)以及它的旋转运动。(c)双电离信号直接反映了动量空间中的双电子密度。为了便于描述上述各点,使用氦的双激发态的简单波包。
2005-11-29 physics.atom-ph
Quantum mechanical approach to probing the birth of attosecond pulses using a two-color field
我们研究了利用强激光和弱二次谐波场产生偶次和奇次谐波。我们的理论方法是基于解决鞍点方程的强场近似。计算了偶次谐波振荡的相位随基波场和二次谐波场之间的延迟的变化,发现其随能量的变化与最近的实验结果符合得很好。我们还发现这种相位变化与阿秒脉冲群延迟之间的关系依赖于基场的强度和波长以及原子的电离势。
2011-03-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Controlling polarization of attosecond pulses with plasmonic-enhanced bichromatic counter-rotating circularly polarised fields
已知双色反向旋转激光场的使用产生具有非零椭圆率的高次谐波。通过将这种激光场与等离子体增强的空间非均匀场相结合,我们提出了一种影响高次谐波产生过程的子循环动力学的方法。利用含时薛定谔方程的数值解结合经典的轨道蒙特卡罗模拟,我们发现等离子体激元场的方向和强度的改变选择性地增强或抑制了某些重组电子的轨道.这反过来又修改了发射的阿秒脉冲的椭圆率。
2020-12-20 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Attosecond Transient Absorption in Dense Gases: Exploring the Interplay between Resonant Pulse Propagation and Laser-Induced Line Shape Control
研究了近红外(IR)微扰下光学厚度氦气中极紫外(XUV)光谱线型的演化。在我们的实验和理论工作中,我们系统地改变红外强度,时间延迟,气体密度和红外偏振参数,研究集体相互作用引起的线形修改,在一个制度以外的薄,稀气体的单原子响应。在实验和理论中,我们发现,在频域吸收轮廓的具体功能,以及它们的演化与传播距离,可以归因于共振阿秒脉冲传播和红外诱导的相移之间的相互作用。我们的计算表明,这种相互作用也体现在时域中,与红外脉冲的影响整形的XUV脉冲在共振介质中传播。
2016-02-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Theory of Attosecond Transient Absorption Spectroscopy of Krypton for Overlapping Pump and Probe Pulses
首次对氪原子在泵浦和探测脉冲重叠时的阿秒瞬态吸收光谱进行了从头计算。在与时间相关的组态相互作用单一(TDCIS)方法中,我们从第一原理描述了泵步骤(使用近红外脉冲的强场电离)以及探测步骤(使用极紫外脉冲的共振电子激发)。我们扩展我们的TDCIS模型和帐户的自旋轨道分裂的占用轨道。我们讨论了最近的阿秒瞬态吸收实验中看到的光谱特征[A. Wirth等人,Science 334,195(2011)]。我们的研究结果支持的概念,瞬态吸收信号可以直接相关的瞬时空穴人口,即使在电离泵脉冲。此外,我们发现强烈的变形时,泵浦和探测脉冲的重叠是最大的吸收线。这些变形可以用振荡离子偶极子的相对相移来描述。我们讨论了可能的机制,这些相移。我们的发现表明,整个N电子波函数的非微扰激光修整是主要贡献者。
2012-12-07 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Reconstruction of attosecond pulses in the presence of interfering dressing fields using the 100 kHz ELI-ALPS HR-1 laser system
高强度近红外激光脉冲高次谐波产生的阿秒脉冲串(APT)对研究原子分子的电子动力学具有重要意义。然而,高光子能量、高通量HHG所需的高强度通常将适当的激光系统的类别限制为低于10 kHz的重复率。在这里,从100 kHz,160 W,40 fs的激光系统(HR 1)的极光基础设施阿秒光脉冲源(ELI-ALPS)产生的APT的重建使用重建阿秒拍双光子跃迁干涉(RABBIT)技术。这些实验构成了在100 kHz重复率下进行的第一次阿秒时间分辨光电子能谱学测量和在ELI-ALPS下进行的第一次阿秒实验。这些RABBIT测量是在额外的IR场暂时锁定到极紫外APT的情况下进行的,从而导致非典型的欧米茄跳动。我们表明,在这些条件下记录的2-Ω拍的相位是严格相同的标准RABBIT测量中观察到的二阶微扰理论。这项工作突出了一个实验的简化,为未来的实验的基础上阿秒干涉(或RABBIT),这是特别有用的,当使用高平均功率的激光。
2019-06-17 physics.atom-ph
Effect of Rabi dynamics in resonant x-ray scattering of intense attosecond pulses
本文理论上研究了强阿秒和少飞秒脉冲下Ne$^+$共振X射线散射中的Rabi振荡效应,发现总光子产率依赖脉冲面积且有上限,共振散射产率可高一个数量级,证明该机制可用于高分辨率、位点特异性成像。
2024-08-26 physics.atm-clus physics.atom-ph
Electron stripping and re-attachment at atomic centers using attosecond half-cycle pulses
研究了两个三体库仑系统在阿秒半周期脉冲驱动下的响应:氢分子离子和氦原子。使用非常短的半周期脉冲(HCP),有效地提供“踢”的电子,我们首先研究如何仔细选择的HCP序列可以用来控制两个固定的原子中心之一的电子得到重新连接。从两个原子中心的一个电子移动到一个原子中心的两个电子,然后我们通过一系列阿秒时间尺度的HCP研究了He的基态的双电离,每个电子有效地从每个HCP接收"踢“。我们研究了HCP序列的净电场对总电离几率和微分电离几率的影响。
2008-04-29 physics.atom-ph