Polarisation control of quasi-monochromatic XUV produced via resonant high harmonic generation
我们提出了一个数值研究的谐振高次谐波产生的锡离子在椭圆偏振激光场与一个简单的分析模型，揭示了这一过程的机制和主要特点。我们发现，谐振谐波的产量行为与基本场椭圆率，即下降的谐振谐波强度的基本椭圆率是慢得多，比通过非谐振机制产生的高次谐波。此外，我们研究了椭圆极化场中产生的高次谐波的极化特性，发现谐振附近的谐波的椭圆率明显高于远离谐振的谐波。这为研制椭圆率可达圆形的准单色相干超紫外光源提供了一种可行的方法。
2021-04-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Generation of broad XUV continuous high harmonic spectra and isolated attosecond pulses with intense mid-infrared lasers
我们目前的实验结果表明，近连续的外观在高次谐波产生（HHG）光谱的原子和分子物种的红外脉冲的驱动激光强度的增加。详细的宏观模拟表明，这些近连续谱能够产生IAP在远场，如果一个适当的空间滤波器被应用。此外，我们的模拟表明，近连续谱和IAP是强的时间和空间整形（蓝移和散焦）的驱动场的产品。这提供了一种可能性，即使没有载波包络相位稳定的中红外激光脉冲，产生具有宽范围的光子能量，包括高原谐波的IAP。
2011-10-04 physics.atom-ph physics.optics
Two states hydrogenlike model for High-Order Harmonic Generation and enhanced XUV Generation from a coherent superposition of bound states
本文提出了一个解析的、全量子理论，研究了两态类氢原子模型在低频激光场中的高次谐波产生。该模型适用于偶极矩阵元的任意原子势作用，并可推广到描述任意偏振态的激光场，包括态的耗尽。在两个态的初始相干叠加的情况下，该理论清楚地解释了为什么可以获得高转换效率。我们的结果是基于量子干涉效应的复合通过不同的状态。我们证明了电子的四条量子路径对谐波谱有贡献。谐波转换效率与态（特别是激发态）的初态振幅和耗尽、复合时束缚态的剩余布居数以及不同的偶极强度成正比。对高转换效率的主要贡献是从激发态到基态的跃迁。
2011-04-17 physics.atom-ph physics.optics
Multiple ionization of argon via xuv-photon absorption induced by 20-gigawatt high-harmonic pulses
我们报道了在一个空前强大的激光驱动高次谐波产生源的作用下，通过多XUV光子吸收，观察到氩的多重电离。比较不同氩电荷态的产率的测量强度依赖性与数值计算，我们可以推断出不同的通道-直接和顺序-相互作用的基础。虽然到目前为止，这些研究仅适用于FEL源，但这项工作将高度非线性XUV过程与谐波脉冲固有的超短时间尺度联系起来，并突出了新兴大规模激光研究基础设施的先进前景。
2018-06-14 physics.atom-ph
Attosecond delays of high harmonic emissions from isotopes of molecular hydrogen measured by Gouy phase XUV interferometer
高次谐波光谱可以访问编码在高次谐波产生（HHG）信号的振幅和相位中的分子系统的结构和动力学信息4。然而，谐波相位的测量是一项艰巨的任务。本文介绍了利用先进的极紫外古伊相位干涉仪对氢分子两种同位素间高次谐波相位差的精确测量。测得的相位差约为200 mrad，相当于3阿秒（1 as = 10^-18 s）的时间延迟，几乎与谐波阶数无关。测量结果与四维含时薛定谔方程的数值计算结果吻合得很好。数值模拟还揭示了分子取向和分子内双中心干涉对测量相位差的影响。该技术为测量不同原子和分子的谐波发射相位开辟了一条新途径。与同分异构或同位素的比较一起，它也使得在强激光场中观察分子结构和核运动对电子动力学的微妙影响成为可能。
2021-11-10 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Generation of Higher-Order Harmonics By Addition of a High Frequency XUV Radiation to the IR One
频率为$ω$的强红外激光场照射原子会导致发射高达某个最大截止频率的$ω$奇次谐波（“红外谐波”）。将频率$\tilde{q}ω$大于IR截止频率的XUV场添加到IR驱动场导致出现新的高阶谐波（“XUV谐波”）$\tilde{q} \pm 2K, 2\tilde{q} \pm (2K-1), 3\tilde{q} \pm 2K,...$（$K$整数），其在仅存在IR场的情况下不存在于光谱中。负责的XUV谐波的外观的机制进行了分析，使用的半经典再碰撞（三步）模型的高次谐波产生的概括。结果表明，发射的高次谐波辐射场可以写成一系列项，而高次谐波辐射场是由最熟悉的三步模型[P. B. Corkum，\textit{Phys. Rev. Lett.} { \bf 71}，1994（1993）]中的方法。高阶项的起源被证明是由XUV场引起的剩余基态电子态的交流斯塔克振荡。这些项是HGS中新XUV谐波出现的原因。XUV谐波由形成IR谐波的相同电子轨迹形成，并且具有相同的发射时间，但是由于ac-Stark振荡的小振幅，其强度比IR谐波低得多。然而，这种机制允许在HGS中的截止的扩展，而不需要增加IR场强度，如通过数值的时间相关的薛定谔方程模拟的IR和XUV场的组合发光的HGS原子所验证的。
2008-02-01 physics.atom-ph physics.chem-ph
Resonantly Enhanced Multiphoton Ionization under XUV FEL radiation: A case study of the role of harmonics
我们提供了一个详细的定量研究谐振双光子电离的谐波的一个小的混合物的可能作用。其动机来自于自由电子激光辐射中偶然存在的二次和三次谐波。得到了离子产额与基波强度、二次谐波比例和基波与共振失谐量的关系。在研究了一个和两个中间共振的情况下，我们得出了普遍有效性和全局行为的结果，表明即使是少量的谐波也可能看似无害。
2016-03-08 physics.atom-ph
XUV frequency comb operation in an astigmatism-compensated enhancement cavity
我们开发了一种极紫外（XUV）频率梳，用于对高电荷离子（HCI）中的许多XUV跃迁进行超高精度光谱分析。来自100 MHz相位稳定的近红外频率梳的飞秒脉冲被放大，然后被馈送到超高真空室内的飞秒增强腔（fsEC）中。低色散fsEC相干叠加几百个入射脉冲，并与一个单一的圆柱形光学元件，完全补偿像散在$w_0=15μ$ m腰腔焦点。在那里安装气体射流，强度达到$\sim10^{14}$ W/cm $^2$以100 MHz速率产生具有梳状谱的相干高次谐波。我们从第7次到第35次（42 eV; 30 nm）耦合出fsEC谐波，用于即将进行的HCI频率计量实验。
2020-11-23 physics.atom-ph physics.optics
Compact intense extreme-ultraviolet source
覆盖紫外到太赫兹光谱区域的高强度激光脉冲现在在大量实验室中常规地产生。相比之下，强极紫外（XUV）脉冲仅使用少量光源进行了演示，包括自由电子激光设施[1-3]和长高次谐波产生（HHG）光束线[4-9]。在这里，我们展示了一个紧凑的强烈的XUV源的概念的基础上的高次谐波是集中到$2 \times 10^{14}$ W/cm $^2$的强度，与潜在的增加高达$10^{17}$ W/cm $^2$在未来。我们的方法使用紧密聚焦的近红外（NIR）驱动激光器，并通过产生谐波几个瑞利长度远离近红外焦点的XUV虚拟源的大小最小化。因此，XUV脉冲可以被重新聚焦到600 nm的小束腰半径，从而能够在适合于适度（2 m）激光台的设置中通过单个Ar原子吸收多达四个XUV光子。我们的概念代表了一个简单的方法，在许多实验室产生强烈的XUV脉冲，提供了新的机会，XUV强场和非线性光学实验，XUV泵浦XUV探测光谱和相干衍射成像的纳米结构。
2020-12-08 physics.atom-ph physics.optics
XUV Frequency Combs via Femtosecond Enhancement Cavities
本文综述了基于飞秒增强腔高次谐波产生原理的桌面极紫外光源的研究现状。最近的发展使得能够在XUV中以高重复率（>50 MHz）产生高光子通量（1014光子/秒），并且跨越40 nm - 120 nm的光谱区域。这种性能水平使XUV频率梳能够实现精确光谱分析，并有望在XUV光谱和光电发射研究中得到进一步应用。我们讨论的操作理论和实验细节的fsEC和XUV生成的基础上HHG，包括当前的技术挑战，以增加这种类型的系统产生的光子通量和最大光子能量。这些来源的当前和未来的应用进行了讨论。
2012-06-02 physics.atom-ph physics.optics
Wavelength dependence of high-order harmonic generation with the ionization and ponderomotive energy controlled by an extreme ultraviolet pulse
从理论上研究了极紫外光脉冲同时照射下高次谐波产生的驱动波长定标关系。令人惊讶的是，当截止能量和电离产额固定时，谐波产额几乎与驱动波长无关。我们确定其起源的组合的初始空间宽度的状态激发的XUV脉冲，使波包传播不那么突出，和浅的电离势，这表明复杂的性质的波长依赖性的HHG。
2009-03-26 physics.atom-ph physics.optics
XUV Spectral Compression by Four-Wave Mixing
包括高次谐波产生、自由电子激光、软X射线激光和激光驱动等离子体的极紫外（XUV）源被广泛用于从飞秒化学和阿秒科学到相干衍射成像和EUV光刻的应用范围。这些光源发出的XUV光的带宽反映了所使用的XUV生成过程。虽然来自软X射线激光器和XUV FEL的光通常具有相对窄的带宽，但由几个周期的激光脉冲驱动的等离子体源和HHG源发射宽带XUV脉冲。由于给定XUV源的这些特征性质对应用施加限制，因此非常需要能够修改XUV带宽的技术。在这里，我们证明了一个有效的光谱压缩的宽带XUV脉冲通过四波混频（FWM）的宽带近红外（NIR）脉冲在氪气射流的存在下，利用相位匹配方案的基础上紧密间隔的共振的概念。我们的概念提供了新的可能性定制的光谱带宽的XUV光束。
2020-02-26 physics.atom-ph physics.optics
Propagation-assisted generation of intense few-femtosecond high-harmonic pulses
最近，强高次谐波产生（HHG）源的持续发展通过在单个原子内吸收至少10个极紫外（XUV）光子来实现原子的高度非线性电离[Senfftleben \textit{et al.}，arXiv 1911.01375]。在这里，我们调查的基本，几个周期，近红外（NIR）驱动激光器在30厘米长的高次谐波介质中的整形在产生强高次谐波脉冲中发挥的作用。使用高于相位匹配HHG所需的入射NIR强度，通过测量NIR蓝移和HHG介质沿传播轴的荧光来发现整形的特征。这些结果通过数值计算得到了很好的再现，表明近红外脉冲在HHG介质中的时间压缩。模拟预测，在重新聚焦之后，可以在焦平面中获得320 nm的XUV束腰半径和干净的阿秒脉冲训练，估计XUV峰值强度为9 × 10^15 W/cm ^2。我们的研究结果表明，XUV强度，以前只能在大规模的设施，现在可以获得使用中等功率的桌面光源。
2020-02-17 physics.atom-ph physics.optics
Higher order harmonic generation and strong field ionization with Bessel-Gauss beams in a thin jet geometry
用于强场科学的高斯光束的一个有前途的替代品是贝塞尔-高斯（BG或类贝塞尔）激光束，因为它们很容易用现成的光学器件产生，并提供更大的光斑尺寸和工作距离的灵活性。在这里，我们使用的BG光束产生的透镜轴棱锥光学系统的高次谐波产生（HHG）在薄气体射流。相互作用区域的有限尺寸允许沿着传播轴扫描HHG产率。此外，通过测量电离产率与极紫外（XUV）一致，我们能够区分最大电离区域和最佳XUV生成区域。这种区别是非常重要的BG领域的BG光束与轴棱锥的产生往往会导致振荡的轴上强度，这可以被利用为扩展的相位匹配条件。我们观察到这样的振荡的电离和XUV通量沿传播轴的第一次。与高斯模式的情况一样，谐波产额在最高电离点处不是最大的。最后，尽管贝塞尔光束在远场中的中心具有孔，但是XUV光束被很好地准直，使得BG模式在期望基波的空间滤波时是很好的替代方案。
2021-02-10 physics.atom-ph physics.optics
XUV yield optimization of two-color high-order harmonic generation in gases
本文在氩气中实验研究基频光与二次谐波驱动的高次谐波产生，通过大范围调节相对相位和强度比并保持总强度不变，确定各XUV谐波阶次的最佳产额增强条件，并用半经典三步模型加以预测。
2024-10-29 physics.atom-ph
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
Attosecond dynamics of light-induced resonant hole transfer in high-order-harmonic generation
本文研究了极紫外阿秒脉冲辅助下的高次谐波产生，它可以激发内壳层电子并产生第二个高次谐波平台。基于有效双电子体系的含时组态相互作用单粒子（TDCIS），对氪的一维模型进行了处理，结果表明，XUV辅助的高次谐波谱揭示了半经典电子轨道的持续时间.结果用强场近似解释，并强调了隧穿过程中空穴转移的重要性。最后，讨论了阿秒脉冲串作用下内外空穴间的相干布居数转移。
2017-10-27 physics.atom-ph physics.optics
Phase-matched extreme-ultraviolet frequency-comb generation
激光驱动的高次谐波产生（HHG）提供了具有良好的空间和时间相干性的宽带极紫外（XUV）光的桌面光源。这些源通常以低重复率（$f_{rep}\lesssim$ 100 kHz）工作，其中容易实现到XUV的相位匹配频率转换。然而，有许多应用需要由在高重复率（$f_{rep}$ > 10 MHz）下的操作所提供的改进的计数统计或频率梳精度。不幸的是，在如此高的$f_{rep}$下，生成体积中累积的稳态等离子体会阻止相位匹配，从而对XUV平均功率设置了严格的限制。在这里，我们使用高温下的气体混合物作为产生介质，以增加气体的平移速度，从而减少激光焦点中的稳态等离子体。这允许在飞秒增强腔内以77 MHz的重复率进行相位匹配的XUV发射，从而实现单次谐波阶次中$\sim$ 2 mW的记录生成功率。这种功率缩放开辟了许多要求苛刻的应用，包括用于基本物理定律和常数精确测试的少电子原子和离子的XUV频率梳光谱。
2017-10-11 physics.atom-ph physics.optics
Coherent XUV generation driven by sharp metal tips photoemission
实验已经证明，使用金属纳米尖端作为活性介质可以产生高能电子。此外，理论上已经证明，光致发射电子的高能量尾部与光致发光现象有内在联系。通过这种分解过程，还可以将连续谱中的激光发射电子获得的能量转换为相干XUV光子。这意味着谐波辐射的发射似乎是可行的，尽管迄今为止还没有实验证明。在本文中，我们采用量子力学的方法来模拟电子的偶极矩，包括激光实验条件和散装物质的属性和预测是可能的，产生相干的紫外和XUV辐射使用金属纳米尖作为源。我们的量子力学结果完全支持他们的经典同行。
2014-01-23 physics.atom-ph physics.optics
Generation of energetic highly elliptical extreme ultraviolet radiation
在这项研究中，能量相干极紫外（XUV）辐射与控制偏振的产生，报告。XUV辐射是在弱聚焦几何条件下，在强双色圆偏振反转激光场驱动下，气相原子介质中高次谐波产生的结果。发现每个激光脉冲发射的XUV辐射的能量为~100 nJ的量级，光谱范围为17至26 eV。所展示的能量值以及紧密聚焦的几何形状足以诱导非线性过程，并挑战XUV光谱区域中手性现象的超快调查的前景。
2021-06-16 physics.atom-ph physics.optics
Coherence Enhanced Transient Lasing in XUV Regime
我们报道了三能级$Λ$和$Ξ$结构（$c\leftrightarrow a\leftrightarrow b$）中相干驱动对瞬态激光的影响。我们表明，在$a\leftrightarrow c$光学跃迁的共振相干驱动的存在下，可以产生一个数量级的增强输出激光能量的$a\rightarrow b$ XUV或X射线跃迁比没有相干驱动。我们证明了相干$\varrho_{ac}$的激光功率增强的关键作用。与前向方向（相对于泵浦）相反，其中对于驱动拉比频率$Ω_{c}$的某些选择可以增强前向增益，在$ac$转变上的相干驱动总是抑制后向增益。
2012-01-16 physics.atom-ph quant-ph
Cavity-enhanced high harmonic generation for XUV time-resolved ARPES
角分辨光电子能谱（ARPES）直接对应于电子结构，是研究固体的普遍工具。当扩展到时间域时，时间分辨（TR）-ARPES提供了超越平衡性质的潜力，探索未占据的电子结构以及超快扰动下的动力学响应。历史上，采用高次谐波产生（HHG）的超快极紫外（XUV）源需要妥协，这使得在产生高光子能量和高光子通量的同时实现高能量分辨率（这对于许多TR-ARPES研究是非常期望的）具有挑战性。我们通过在飞秒增强腔（fsEC）内执行HHG来解决这一挑战，实现了用于TR-ARPES的实用源，该TR-ARPES实现了超过10个$^{11}$光子/s传递到样品的通量，在8-40 eV的范围内以60 MHz的重复率操作。该源使TR-ARPES研究的时间和能量分辨率分别为190 fs和22 meV。为了表征该系统，我们进行多晶Au和MoTe $_2$的ARPES测量，以及对石墨的TR-ARPES研究。
2019-02-15 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.chem-ph
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
Extreme-ultraviolet-initiated High-harmonic Generation in Ar$^{+}$
利用R矩阵和时间相关方法研究了Ar $^{+}$中极紫外光引发的高次谐波产生。使用极紫外（XUV，$92\textrm{ nm}$，$3\times 10^{12}\,\textrm{Wcm}^{-2}$）和时间延迟，红外（IR，$800\textrm{ nm}$，$3\times 10^{14}\,\textrm{Wcm}^{-2}$）激光脉冲的组合，我们表明，控制电离的机制和时间，可以提供显着的提高产量的平台，和亚阈值，谐波一样。的XUV脉冲的存在下，也被证明可以改变不同的电子发射途径的相对贡献。的Ar $^{+}$电子结构的表现被发现在一个明显的库珀最低的外观。外价$3p$和内价$3s$之间的干扰，电子被发现只会引起谐波强度的轻微抑制，至少对于目前的XUV和IR激光的组合。此外，XIHHG效率的时间延迟的依赖关系进行了讨论，并合理化与经典的轨迹模拟的帮助。
2018-02-09 physics.atom-ph
XUV lasing during strong-field assisted transient absorption in molecules
使用从头算非玻恩-奥本海默模拟，我们证明了放大的XUV辐射在高次谐波产生型过程中使用的氢分子离子的例子。一小部分的分子被泵到一个解离的里德伯态，从中观察到红外辅助XUV放大。我们发现，在足够高的红外驱动场强度的基态分子开始成为准透明的XUV辐射，而由于稳定增益从里德伯态保持，从而导致激光从强驱动里德伯态。IR强度的进一步增加甚至导致最初未激发的分子的增益，这些分子被驱动IR脉冲快速激发。
2015-10-06 physics.atom-ph
Amplification of High Harmonics Using Weak Perturbative High Frequency Radiation
在量子力学Floquet形式和半经典再碰撞模型的框架下，分析了在频率为ω的强红外辐射场和频率为qω的弱种子XUV辐射场的作用下，高次谐波q \pm 2 K（K整数）显著放大的机制.根据Floquet分析，高频场诱导几个Floquet态之间的跃迁，并导致新的偶极交叉项的出现。半经典再碰撞模型表明，增强的起源在于由XUV场诱导的基态电子态的时间相关调制。
2007-09-25 physics.atom-ph
Efficient generation of high-order harmonics in gases
气体中的高次谐波产生（HHG）导致短脉冲极紫外（XUV）辐射，可用于许多应用，例如阿秒科学和纳米级成像。然而，这一过程取决于许多参数，并且对于如何选择目标几何形状以优化源效率仍然没有达成共识。在这里，我们回顾了高次谐波的物理，重点是宏观方面的非线性相互作用。我们分析了介质长度，压力，介质的位置和驱动激光的强度对HHG转换效率（CE）的影响，使用数值模拟和解析表达式。我们发现，有效的高次谐波产生可以实现在一个大的范围内的压力和介质长度，如果这些遵循一定的双曲方程。然而，所产生的辐射的空间和时间特性强烈地依赖于压力和介质长度的选择。我们的研究结果解释了高效HHG气体靶设计的多功能性，并为未来的高通量XUV源提供了设计指导。
2022-02-16 physics.atom-ph physics.optics
Improved stabilization scheme for extreme ultraviolet quantum interference experiments
由于极紫外光脉冲之间需要高的相稳定性，因此在极紫外光（XUV）域中的干涉泵浦探测实验在实验上非常具有挑战性。最近，一种有效的相位稳定方案被引入种子XUV自由电子激光（FELs），该方案结合了逐发相位调制和锁定检测。该方法使种子激光器光路在基本紫外波长上高度稳定。在这里，我们扩展了这个计划，包括稳定的XUV光束路径，将自由电子激光高增益谐波产生过程中的相位波动。我们的分析表明，与以前的稳定方案相比，新方法有明显的信号改善。
2021-12-13 physics.atom-ph physics.optics
Regulating the higher harmonic cutoffs via sinc pulse
我们从理论上研究了高次谐波的产生和单个阿秒脉冲的构造，通过两个相反极化的sinc-shaped驱动脉冲。与相同能量的几个周期的高斯脉冲相比，在这里，我们观察到合成脉冲中的XUV/软X射线超连续谱的带宽显着加宽。此外，我们观察到，谐波截止及其相应的强度遵循一个定义良好的缩放与两个脉冲之间的{ \it延迟参数}。原则上，这种延迟可以很容易地在光具座上调谐。合成脉冲的典型性质确保产生单个阿秒脉冲而不是脉冲训练。在这种情况下，我们得到一个单一的阿秒脉冲的持续时间$\sim 27$在XUV/软X射线制度的电磁波谱。根据延迟参数，我们观察到一些卫星谐波的增强。所提出的设置承诺一个高度可调的高能光子源，其中光子的能量可以很容易地控制从XUV软X射线制度，通过简单地改变两个相反的偏振sinc脉冲之间的延迟。
2020-05-16 physics.atom-ph
Spectral caustic in two-color high harmonic generation: role of Coulomb effects
双色强激光场在一定条件下产生的高次谐波光谱具有明显的极大值，这是由所谓的光谱焦散引起的。利用三维含时薛定谔方程的数值解，我们研究了由于焦散作为基本强度，波长和原子电离势的函数的最大值的宽度和产生增强的程度。结果表明，这种增强的程度可以很好地定量表征由一个单一的参数：在激光场中的自由电子振荡的半径的原子尺寸的比率。这种行为可以用光电子对母离子的库仑吸引来解释，而这种吸引对最大值宽度的影响可以忽略不计。选择场参数提供了一个显着的增强，我们计算的高次谐波宏观响应考虑到瞬态相位匹配。我们表明，焦散特性可以用来提供一个准单色XUV源与几乎线性的频率与时间的关系。这种源特别可用于时间分辨单次激发XUV成像。
2019-01-29 physics.atom-ph physics.optics
A Versatile Velocity Map Ion-Electron Covariance Imaging Spectrometer for High-Intensity XUV Experiments
我们报告的设计和性能的速度图成像（VMI）光谱仪优化实验使用高强度的极紫外（XUV）源，如激光驱动的高次谐波产生（HHG）源和自由电子激光（FEL）。通常表现出低重复率和高单次计数率，这样的实验不容易借给自己的光电子和离子的重合检测。为了获得分子框架或反应通道特定的信息，必须依赖于其他相关技术，如协变检测方案。我们的设备允许结合不同的光电子和离子检测模式的协方差分析。我们提出了预期的性能在不同的检测模式，并提出了第一个结果，使用强烈的高次谐波产生（HHG）源。
2019-01-10 physics.atm-clus physics.atom-ph
Cavity-Enhanced High-order Harmonic Generation for High-Performance Time-resolved Photoemission Experiments
本文探讨了重复频率超10 MHz的腔增强高次谐波产生（CE-HHG）在结合飞行时间光电子分析仪的先进终端站中的应用，推动了超快XUV光电子发射实验进入性能与科学探索的全新阶段。
2024-10-15 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.chem-ph
Density-gradient effect in high-harmonic generation in gases
ELI ALPS, The Extreme Light Infrastructure ERIC（ELI ALPS，极轻基础设施 ERIC）；Institute of Physics, University of Szeged（塞格德大学物理研究所）；Department of Optics and Quantum Electronics, University of Szeged（塞格德大学光学与量子电子学系）
本研究揭示气体中高次谐波产生（HHG）的气压梯度中相位匹配与吸收的强相互作用显著影响宏观HHG效率，其结果对需高光子通量的HHG光源应用具有重要意义。
2026-08-31 physics.atom-ph physics.optics
Quasi phase matching for high order harmonic generation induced by the carrier-envelope phase
报道了一种新的准相位匹配技术，用于低密度气体中的高次谐波产生。数值模拟表明，在少光周期脉冲贝塞尔光束中，可以控制脉冲包络和相位速度，进而控制传输过程中的载波包络相位。由此产生的峰值强度的振荡允许相位匹配的高次谐波产生过程中的XUV功率谱的近二十年的增强。
2009-08-16 physics.atom-ph physics.optics
Ultrafast extreme ultraviolet photoemission without space charge
表面的时间和角度分辨光电子能谱学可以用来记录凝聚态物质中电子和空穴在超快时间尺度上的动力学行为。然而，使用极紫外（XUV）光的超快光电发射实验以前受到空间电荷效应、低光子通量或有限调谐范围的限制。在这篇文章中，我们描述了空间无电荷XUV光电子能谱学实验与高达5 nA的平均样品电流使用可调谐腔增强高谐波源工作在88 MHz的重复率。该源在18至37 eV的宽光子能量范围内以隔离谐波的形式将$ > 10^{11}$光子/s传递到样品，光斑尺寸为$58 \times 100 \; μ$ m $^2$。从光电子能谱学的数据，我们把保守的上限的XUV脉冲宽度和光子能量带宽分别为93 fs和65 meV。高光电流，缺乏空间电荷畸变的光电子谱，和良好的隔离的个人谐波订单，使我们能够观察到的激光辅助光电效应的边带振幅低至$6 \times 10^{-4}$，使时间分辨的XUV光电发射实验在一个定性的新制度。
2018-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.chem-ph
Two-XUV-photon double ionization of Neon studied at the Extreme Light Infrastructure (ELI-ALPS)
从实验和理论上研究了包络持续时间约为4 fs的强少脉冲阿秒训练引起的Ne的双XUV光子双电离。实验是在ELI-ALPS利用最近建造的10赫兹气相高次谐波发生SYLOS GHHG-紧凑光束线。在氩气中产生的总脉冲能量高达~1 μJ，结合XUV区域的高反射率光学器件，允许观察由40 eV中心XUV光子能量引起的Ne的双电荷态。利用二阶含时微扰理论的运动方程，研究了强阿秒脉冲训练与Ne的相互作用。这项工作的结果，结合进行XUV泵浦XUV探测实验的可行性，构成了许多潜在的应用的有力工具。这些包括阿秒脉冲计量学以及时间分辨调查的动力学基础的直接和顺序的双电离及其电子相关效应。
2022-09-05 physics.atom-ph
Attochirp-free High-order Harmonic Generation
提出了一种任意设计高次谐波产生相位的方法，该相位是通过整形激光脉冲并采用xuv光或x射线进行电离来实现的。这使得产生带宽受限的阿秒脉冲成为可能，同时避免使用滤波器进行啁啾补偿。通过将前8个傅立叶分量添加到$10^{16}$ W/cm $^2$的正弦场，示出了从Li $^{2+}$气体中可能的8的带宽受限发射。该方案可扩展到zs尺度。
2011-01-31 physics.atom-ph physics.optics
Phase cycling of extreme ultraviolet pulse sequences generated in rare gases
相干非线性时域光谱在极紫外区（XUV）的计划的发展迄今为止一直受到这些短波长出现的实验困难的阻碍。在这项工作中，我们提出了一种新的实验方法，这有利于在稀有气体中产生谐波的XUV脉冲序列的定时控制和相位循环。该方法被证明在氩气和氪的窄带宽谐波（$\approx14\,$ eV）的产生和高光谱分辨率表征。我们的技术同时提供了高相稳定性和非线性信号的路径选择性检测方案-所有类型的相干非线性光谱的必要先决条件。
2020-11-02 physics.atom-ph physics.optics
Quantum optical signatures in strong-field laser physics: Infrared photon counting in high-order-harmonic generation
利用任意光子数的量子化相干激光态，解析地描述了强场光电子相互作用。得到了含时薛定谔方程（TDSE）的一个封闭形式的光-电子波函数。这种波函数提供了半经典理论无法获得的关于相互作用的量子光学特征的信息。利用这种方法，我们可以通过测量透射红外（IR）激光辐射的光子统计来揭示气体中高次谐波（HHG）过程的量子光学性质。这项工作可以在极紫外（XUV）和阿秒科学中进行高分辨率光谱学的新实验，而无需测量XUV光，同时它可以为开发强非经典光源铺平道路。
2016-06-16 physics.atom-ph
Energetic, tunable, highly-elliptically polarized higher harmonics generated by intense two-color counter rotating laser fields
本研究利用MAZEL-TOV装置产生的强双色反向旋转激光场，在氩气中实现了高能可调谐高椭圆偏振高次谐波的高效产生，结合模拟验证了其鲁棒性，为打破孤立圆偏振阿秒脉冲的产生限制提供了新途径。
2023-05-04 physics.atom-ph physics.optics
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
Imaging the source of high-harmonics generated in atomic gas media
我们报告的应用程序的时间选通离子显微镜技术在线访问的位置产生的谐波源原子气体介质。这是通过将谐波源的空间极紫外（XUV）强度分布映射到空间离子分布上来实现的，所述空间离子分布是通过原子的单光子电离在所生成的XUV束的单独焦体积中产生的。研究发现，谐波源的位置取决于谐波发生气体介质和驱动红外光束焦点的相对位置。特别是，通过相对于IR光束焦点平移气体介质，可以在线获得不同的虚拟源位置。对这种在线源定位的访问允许更好的控制，并在电子轨迹的选择很重要的实验中提供增加的可能性。本研究还提供了定量的信息，这是连接到发散，相干性和光子通量的谐波。最后，它构成了一个精确的直接方法，为不同的阿秒计量技术提供互补的实验信息。
2019-05-28 physics.atom-ph
Beyond Carbon K-edge harmonic emission using spatial and temporal synthesized laser field
我们提出了数值模拟的高次谐波产生的氦气使用时间合成和空间非均匀强激光场。时间和空间激光场合成的组合导致了戏剧性的截止扩展远远超出通常的半经典极限。我们的预测是基于三个互补的方法的收敛性：三维时间相关的薛定谔方程的分辨率，所产生的偶极矩的时频分析和经典轨迹提取。采用时间和空间合成的激光场的组合提供了超出碳K边的相干XUV光子，这对于启动内壳层动力学和研究时间分辨分子内阿秒光谱是非常感兴趣的。
2012-07-19 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
XUV frequency comb metrology on the ground state of helium
报道了基于近红外频率梳激光脉冲的成对放大和15次谐波非线性上转换的极紫外频率梳的工作原理。在对实验的第一次描述之后[Kandula等人，物理修订版信函105，063001（2010）]，给出了对51 nm处的所得光谱是完全相位相干的并且可以应用于精密计量的证明的广泛回顾。该脉冲用于氦原子从基态到1 s4 p和1 s5 p 1P_1态的直接频率梳激发方案。通过辅助1064 nm脉冲的激光电离用于检测激发态群体，导致作为具有高达55%的调制对比度的频率梳的重复率的函数的类余弦信号。这种梳状结构的可见性的分析产生50阿秒的两个上变频梳状激光脉冲之间的估计定时抖动，这表明扩展到更短的波长应该是可行的。氦计量学研究结果表明，1 s4 p和1 s5 p 1P_1态的跃迁频率分别为5740806993（10）MHz和5814248672（6）MHz。这构成了XUV中的第一个绝对频率测量，在电磁波谱的无窗口部分达到了前所未有的精度。从测量的跃迁频率，八倍改进的4 He电离能的5945204212（6）MHz的推导。同时还发现~ 4 He基态兰姆位移的新值为41247（6）MHz。这个实验值与最近的理论计算结果一致，达到了mα^6和m^2/（Mα^5）的量级，但精度要高出6倍，从而为束缚双电子系统中的量子电动力学提供了一个严格的检验。
2011-09-15 physics.atom-ph physics.optics
Laser-driven high-flux source of coherent quasi-monochromatic extreme ultraviolet radiation for coincidence spectroscopy
本文提出一种基于高次谐波产生、通量达每秒10^13光子、能量26.5 eV的相干极紫外光源，并用于符合光谱学及泵浦-探测实验。
2025-10-28 physics.atom-ph
Spectrally tunable ultrashort monochromatized extreme ultraviolet pulses at 100 kHz
本研究在ELI ALPS的GHHG光束线实现100 kHz重复频率的可调谐超短准单色XUV脉冲，采用新型非对称双光栅单色仪，并用ptychographic算法完成其完整时域表征，为新型材料电子结构动力学研究提供支撑。
2023-02-23 physics.atom-ph physics.optics
Compact realization of all-attosecond pump-probe spectroscopy
研究利用1 kHz商业激光器、空芯光纤后压缩和紧凑型高次谐波产生装置实现了双色阿秒泵浦-探测光谱学，生成近孤立阿秒脉冲，支持极短时间尺度的基础过程研究。
2023-06-28 physics.atom-ph physics.optics
High-order harmonic generation driven by metal nanotip photoemission: theory and simulations
我们提出了高次谐波产生（HHG）的理论预测短飞秒激光脉冲与金属纳米尖的相互作用。已经证明，可以使用纳米尖端作为源来产生高能电子;此外，已经证明，电子迁移机制是这种光电发射背后的物理机制。如果存在双光子电离，则应该可以将连续谱中的电子获得的激光能量转换为高能光子。因此，谐波辐射的发射似乎是可行的，尽管迄今为止尚未得到实验证明。我们采用量子力学的时间依赖的方法来模拟电子的偶极矩，包括激光实验条件和体物质的属性。金属尖端的使用将为飞秒激光场产生相干XUV光铺平新的道路。
2013-09-02 physics.atom-ph physics.optics
Blueshift of high-order harmonic generation in crystalline silicon subjected to intense femtosecond near-infrared laser pulse
研究了近红外30 fs强激光脉冲作用下晶体硅中高次谐波的产生。谐波光谱从近红外延伸到极紫外光谱区域。根据脉冲激光强度，我们区分两种谐波产生机制：（i）微扰机制：在激光脉冲的每个半周期期间通过多光子和隧道跃迁产生的电子-空穴对在激光电场中被加速并获得动能;然后电子-空穴对通过发射单个高能光子在基态中重组。由此产生的高次谐波谱由奇次谐波阶数处的尖峰组成。(ii)非微扰区：谐波的强度增加，光谱宽度变宽，谐波的位置向更短的波长移动。硅中高次谐波的蓝移与谐波的阶数无关，这可能有助于连续可调谐XUV光源的设计。
2020-07-13 physics.atom-ph physics.optics
Technical design report of a complete and compact broadband high-harmonics femtosecond beamline based on a modular hollow waveguide for photons generation centered on the upper region of the extreme ultraviolet spectral range
Institut de Physique et Chimie des Materiaux, CNRS, IPCMS, UMR 7504（材料物理与化学研究所）；Université de Caen Normandie, ENSICAEN, CNRS/IN2P3, LPC Caen UMR6534（卡昂诺曼底大学）
本文报道了一种基于模块化空心波导的紧凑型宽频带高阶谐波生成系统，实现了从极紫外到软X射线范围的光束线设计，并通过理论与实验验证了其在超快时间分辨泵浦-探测中的应用价值。
2026-07-24 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Simultaneous control of harmonic yield and energy cutoff of high-harmonic generation using seeded plasmonic-enhanced fields
我们研究了种子等离子体增强场驱动的高次谐波产生。一方面，等离子体激元增强场具有很大的潜力，可以扩展HHG截止，这是产生阿秒脉冲的仪器先决条件。另一方面，XUV种子的使用似乎具有相当大的潜力来提高HHG转换效率，当采用独特的基本激光脉冲时，HHG转换效率通常是适度的。通过混合这两个源，我们表明，它是可能的，同时，提高高次谐波截止，并增加谐波光子通量。这些特征的组合潜在地使得能够产生强的和光谱宽的阿秒脉冲串。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Orbital Angular Momentum Beam assisted High-Order Harmonic Generation in Semiconductor Materials
本文结合半导体布洛赫方程与薄板模型，研究OAM光束驱动半导体ZnO产生高次谐波时的轨道角动量转移与守恒，成功重现已有实验特征，为发展结构化XUV相干光源提供理论基础。
2024-09-29 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
