Intense narrowband XUV pulses from a compact setup
我们报告了一个紧凑的和光谱强度极紫外（XUV）源，这是基于高次谐波产生（HHG）由395 nm脉冲驱动。为了最小化XUV虚源尺寸和最大化XUV通量，在高密度气体射流中，在距离驱动激光焦平面几个瑞利长度处执行HHG。结果，使用仅两米长的光束线和3 mJ的适度驱动激光脉冲能量，实现了$5 \times 10^{13}$ W/cm $^2$的高聚焦XUV强度。通过在氩气中进行非线性电离实验证明了高XUV强度，使用由22 eV处的单个谐波主导的XUV光谱。离子电荷状态高达Ar $^{3+}$进行观察，这需要吸收至少四个XUV光子。高XUV强度和窄带宽非常适合于各种应用，包括光电子能谱学、共振跃迁的相干控制和纳米级结构的成像。
2021-06-30 physics.atom-ph physics.optics
Theory of high-order harmonic generation from molecules by intense laser pulses
我们发现，高次谐波产生的分子由强激光脉冲可以表示为产品的返回电子波包和光复合截面（PRCS）的电子波包可以从简单的强场近似（SFA）或从同伴原子靶。对于H $_2^+$在激光场中的情况，使用这些波包，但用精确的分子PRCS代替从SFA或原子靶获得的PRCS，所得到的HHG谱与直接数值解含时薛定谔方程的基准结果吻合得很好。结果表明，这些强有力的理论工具可以用来获得分子的高次谐波谱。更重要的是，这些结果意味着从激光诱导的HHG光谱中提取的PRCS可以用于瞬态分子的时间分辨动态化学成像，其时间分辨率可达几飞秒。
2008-02-15 physics.atom-ph physics.optics
Influence of coherent vibronic excitation on the high harmonics generation of diatomic molecules
通过对强激光场的高度非线性响应在原子系统中产生高次谐波（HHG）是在越来越高的光子能量下合成越来越短的激光脉冲的突出途径。将该过程扩展到分子增加了复杂性，但也提供了新的机会，因为多中心效应和与核自由度的耦合可以影响HHG。本文在含时密度泛函理论的框架下，从理论上研究了双原子分子的相干电子振动激发对高次谐波谱的影响。在高次谐波谱中，我们观察到由驱动场和电子振动波包之间的共振控制的新型干涉结构的出现。
2021-10-18 physics.atom-ph physics.optics
Enhanced high-order harmonic generation from periodic potentials in inhomogeneous laser fields
本文从理论上研究了金属纳米结构内共振等离子体激元激发的空间非均匀强激光场中固相系统的高次谐波产生。高次谐波第二个平台的强度可增强2 ~ 3个数量级，与第一个平台的强度相当。这是由于更大的跃迁概率更高的导带。这为在激光强度低于损伤阈值的情况下提高高次谐波的产额提供了一条可行的途径。它提出了一种有前途的方法，三倍的范围内的HHG光谱的实验测量。它还允许产生强烈的孤立阿秒脉冲从固体驱动的几个周期的激光场。
2016-05-09 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
High harmonic generation driven by quantum light
Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本研究探讨了由量子光驱动的高阶谐波生成过程，发现光子统计影响谐波生成特性，并展示了其在极非线性光学中的应用潜力。
2022-11-06 physics.optics quant-ph
Medium propagation effects in high harmonic generation of Ar and N$_{2}$
本文报道了强红外激光在原子和分子靶中产生高次谐波（HHG）的理论计算，同时考虑了基波和谐波场的宏观传播。在Ar和N $_2$的例子中，我们证明了这些{ \it ab initio}计算能够准确地再现各向同性和对齐的目标介质的实验结果。我们进一步提出了详细的分析HHG的强度和相位，在各种实验条件下，特别是，作为驱动激光的波长的变化。最重要的是，我们的研究结果强烈支持因子分解的HHG在宏观水平的产品返回电子波包和光复合跃迁偶极子，在典型的实验条件下。这意味着单原子/分子的结构信息可以从实验测量的HHG光谱检索。
2010-12-10 physics.atom-ph physics.optics
High-order harmonic generation with resonant core excitation by ultraintense x rays
高次谐波产生（HHG）与芯电子的共振X射线激发结合到在HHG过程中产生的瞬态价空位中。为了描述这种设置，我开发了一个两个活跃的电子量子理论的一个原子，假设没有电子之间的库仑相互作用;一个电子执行一个典型的高次谐波三步过程，而另一个电子被激发（甚至拉比flops）的强烈的x射线从核壳层进入价孔后，第一个电子已经离开原子。取决于在价和芯中找到空位的幅度，返回的连续体电子分别与价和芯复合，发射高次谐波（HH）辐射，这是组合过程的特征。在介绍了连续波光场的X射线增强高次谐波理论之后，我发展了一种描述具有时变振幅和相位的X射线脉冲的方法。我的预测提供了新的前景，非线性x射线物理，阿秒x射线，和HHG为基础的含时化学成像涉及核心轨道。
2015-10-14 physics.atom-ph physics.optics
Multipolar, Polarization Shaped High Harmonic Generation by Intense Vector Beams
高次谐波是物质对强激光场的强非线性响应的一种表现形式，作为相干XUV光源的基础，它有着广泛的应用。近年来，基于驱动脉冲的横向电场分量，证明和解释了原子在相位和偏振结构激光器中的高次谐波。在这里，我们指出，由麦克斯韦方程组，这样的领域有一个纵向分量，在一般情况下有一个基本的影响，对电荷动力学。例如，其与横向场分量的相互作用使得能够局部地赋予所发射的辐射圆偏振和限定的极性。结果表明，与时间相关的斯托克斯参数定义的HHG的偏振态可以通过改变驱动场的腰部，这反过来又改变了驱动激光的纵向和横向电场分量之间的比例进行调谐。此外，采用多极展开所产生的谐波暴露特定的多极字符和驱动场偏振态的空间结构的关系。这里提出的方案允许仅由一个驱动激光器对所发射的谐波进行完全偏振控制。驱动脉冲的更紧密聚焦使得具有偶数和奇数空间对称性的谐波的发射成为可能。基本的机制是由于激光的电磁矢量势的横向和纵向分量之间的基本相互作用。这些分量之间的比率可通过仅聚焦激光光斑来控制，指向用于高次谐波的偏振和极性控制的可访问工具。
2020-04-16 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Intense high harmonic vector beams from relativistic plasma mirrors
空间非均匀极化矢量光束由于其独特的场特性和与物质相互作用的新颖效应而在许多应用中具有重要意义。在这里，通过三维粒子模拟，我们表明，在极紫外线到X射线光谱区域的强烈的矢量光束可以通过高次谐波产生（HHG）在相对论制度。在相对论等离子体镜的极端非线性高次谐波动力学过程中，基波激光束的矢量特征可以相干地转移到高频辐射上。矢量谐波光束可以合成为阿秒矢量光束。还可以产生携带轨道角动量的矢量谐波光束。这种明亮的涡旋和矢量光源在各种应用中提供了新的机会，例如具有高空间和时间分辨率的成像，超快磁光谱学和粒子操纵。
2021-03-19 physics.optics physics.plasm-ph
Intensity dependence of multiple orbital contributions and shape resonance in high-order harmonic generation of aligned N$_{2}$ molecules}
本文报道了在1200 nm强激光场作用下，N $_2$分子在垂直于取向脉冲的方向上产生高次谐波的测量结果和理论模拟。随着激光强度的增加，HHG谱中的最小值首先移动其位置，然后消失。包括介质中的宏观传播效应的理论模拟再现了这些观测结果，最小值的消失归因于HHG从内轨道的额外贡献。我们还预言了N $_2$光电离谱中的形状共振在高次谐波谱中的存在。当产生激光器平行于对准激光器时，最清楚地看到，并且随着两个激光器之间的角度增加而逐渐消失。到目前为止，当使用不同波长的激光时，还没有明确的证据表明这种形状共振。需要进一步的实验来得出结论。
2011-10-18 physics.atom-ph physics.optics
Generation of even and odd high harmonics in resonant metasurfaces using single and multiple ultra-intense laser pulses
本文提出利用超薄共振 GaP 超表面在强中红外激光脉冲驱动下实现高效高次谐波产生，借助晶体宽带隙和反演对称性缺失同时产生 1.3–3 eV 的偶次与奇次谐波，并通过共振增强实现低损伤单发测量。
2020-10-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dynamics of high-harmonic generation in terms of complex Floquet spectral analysis
用Floquet方法研究了强流单色锁相激光驱动下二能级系统的高次谐波产生。与唯象方法不同，这种分析将整个过程作为基于微观动力学的相干量子过程来处理。得到了对应于整个系统的Floquet共振和缀饰连续态贡献的谱分解。计算的高次谐波谱显示了固体高次谐波的特征。我们发现，Floquet共振态的量子干涉是负责从绝热过渡到平稳制度的高次谐波过程和驱动激光的相位控制的高次谐波光子发射的动力学。
2018-04-12 physics.optics quant-ph
Extension of all-optical reconstruction method for isolated attosecond pulses using high-harmonic generation streaking spectra
本文扩展了基于HHG条纹谱的全光学方法，成功重建具有光谱最小值和相位跳变的整形孤立阿秒脉冲的光谱相位，并进一步重建红外激光载波包络相位及讨论高次谐波相位重建。
2023-09-06 physics.optics
Electron motion enhanced high harmonic generation in xenon clusters
原子团簇是一个孤立系，它模拟了高次谐波产生机制尚不确定的大块材料，是一种有希望产生高次谐波的介质，其转换效率超过了气态原子的转换效率。结果表明，强激光场相互作用后，团簇内电子集体运动的振荡现象明显增强了谐振子的偶极效应，并使谐振子的量子相位增大.在实验上，区分了纳米氙团簇和纳米氙原子产生高次谐波的相位匹配条件，证实了十年前理论上提出的增强内场。HHG与原子和团簇的分离允许确定团簇的HHG的振幅高5个数量级，对应于原子响应的4倍高的转换效率。这一发现提供了对大块材料的高次谐波机制的深入了解，并提供了一种有效的相干X射线源。
2016-06-06 physics.atm-clus physics.optics
Role of electron scattering on the high-order harmonic generation from solids
通过积分电子散射效应，我们推广了固体中高次谐波产生的半经典轨道描述。将扩展的半经典轨道模型与一维量子力学模拟结果进行比较，发现高次谐波谱的多平台特征是由激光场加速电子-空穴动力学作用下的Umklapp散射形成的.此外，通过追踪真实空间中的散射轨迹，该模型公平地描述了发射光子的能量和高次谐波的发射时间，即使在较高的平台区域。我们进一步考虑了轨道的损失与平均自由程近似的散射过程和评估的高次谐波截止能量作为激光波长的函数。结果发现，由于散射造成的轨迹损失导致了高次谐波与固体的波长无关。
2020-04-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantitative Rescattering Theory for high-order harmonic generation from molecules
提出了强激光脉冲产生高次谐波的定量再散射理论。根据QRS，高次谐波谱可以表示为返回电子波包与{ \em laser-free}连续电子返回初始束缚态的光复合微分截面的乘积。结果表明，返回电子波包的形状主要由激光决定。返回的电子波包可以由强场近似或参考原子的含时薛定谔方程（TDSE）的解得到。QRS波的有效性仔细检查，通过检查对谐波幅度和相位的精确结果，从解决方案的TDSE内的单活性电子近似的原子目标。结合从最先进的分子光电离计算获得的准确的过渡偶极子，我们进一步表明，可用的实验测量HHG从部分对齐的分子可以解释的QRS。我们的研究结果表明，从对齐的分子的HHG的定量描述已成为可能。由于脉冲持续时间为几飞秒的红外激光器在实验室中很容易获得，它们可以用于具有飞秒时间分辨率的瞬态分子的动态成像。
2009-03-31 physics.atom-ph physics.optics
Phase properties of the cut-off high-order harmonics
对强激光场中原子产生高次谐波的截止区进行了数值和解析研究。我们发现，截止制度的特点是由连续谐波之间的相等退相。高次谐波从截止区向平台区演化时谐波锁相的变化决定了振幅选通产生阿秒脉冲的最佳谱区带宽。截止制度的特征还在于谐波相位对基本强度的线性依赖性。比例系数随基波波长的立方而增长，因此这种依赖性对于中红外场的高次谐波非常重要。此外，对于每个高次谐波，都存在激光强度的{ \it范围}，提供截止区的产生，并且该区中的原子响应幅度可以大于平台区中的原子响应幅度。因此，在激光强度随时间和空间变化的典型实验条件下，截止状态对发射的谐波能量有很大贡献。
2015-11-06 physics.atom-ph physics.optics
Intense-Laser Nondipole-Induced Symmetry Breaking in Solids
Niels Bohr Institute, Copenhagen University（哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所）；Aarhus University（奥胡斯大学）
本研究通过引入非偶极项，揭示了强激光在固体中诱导拓扑相依赖的手性，突破偶极选择规则，拓展高谐波生成的极化特性。
2025-12-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Long-range correlation-induced effects at high-order harmonic generation on graphene quantum dots
本文研究强近红外激光场下石墨烯量子点的高次谐波产生，采用平均场方法发现长程关联引起截止谐波显著增强，且截止能量与场强幅度平方根成正比，并利用小波变换揭示了其时频精细结构与机制。
2023-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
A custom-tailored multi-TW optical electric field for gigawatt soft-x-ray isolated attosecond pulses
阿秒科学实验的瓶颈是缺乏高峰值功率的隔离阿秒脉冲源。因此，目前，产生强烈的阿秒脉冲将是最优先的目标之一。本文介绍了一种TW级并行三通道波形合成器，用于利用高次谐波产生（HHG）产生吉瓦级软X射线隔离阿秒脉冲（IAP）。同时，采用低重复频率激光载波包络稳相、马赫-曾德尔干涉仪、平衡光互相关器和光束指向稳定器等稳相方法，实现了峰值功率为50 mJ的三通道多TW级稳定的光波形合成器。该光波形合成器能够产生稳定的强光场，由于所有参数的成功稳定，因此能够产生强连续谐波光束。此外，实现了逐拍可再现合成波形的精确控制。通过HHG过程采用松散聚焦的几何形状，强烈的拍摄到拍摄稳定的超连续谱（50-70 eV）中产生的氩气电池。这种连续谱支持具有170 as的变换限制持续时间和亚微焦耳脉冲能量的IAP，这允许产生GW级IAP。另一个超连续谱在软X射线区具有较高的光子能量约100-130 eV的也产生在氖气从合成器。变压器限制脉冲持续时间为106 as。在此基础上，通过实验验证了优化波形合成对高次谐波输出的增强作用。重复频率为10 Hz的高能多周期脉冲被证明具有与来自1 kHz激光器的少周期或子周期脉冲相同的用于HHG的优化波形合成的可控性。
2021-04-08 physics.app-ph physics.optics
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
Attosecond pulses at kiloelectronvolt photon energies from high-order harmonic generation with core electrons
研究了强近红外激光与X射线同时作用时，内壳层吸收边以上的高次谐波产生。一个紧密结合的内壳层电子被转移到连续谱中。然后，NIR光接管并驱动释放的电子通过连续谱，直到它最终返回到阳离子，在某些情况下导致复合和发射高次谐波（HH）光子，其被X射线光子能量上移。我们开发了一个理论，这种情况下，并将其应用到$1s$电子的氖原子。增强的HH光用于产生在千电子伏范围内的单个阿秒脉冲。展望非线性X射线物理和HHG为基础的光谱涉及核心轨道进行了讨论。
2014-11-11 physics.atom-ph physics.optics
Robust isolated attosecond pulse generation with self-compressed sub-cycle drivers from hollow capillary fibers
本文提出利用压强递减空芯毛细管光纤中的极端孤子自压缩，从多周期红外脉冲产生亚周期驱动光瞬态以驱动高次谐波，实现载波包络相位鲁棒、高对比度的孤立阿秒脉冲直接产生，为集成全光纤IAP源开辟新途径。
2023-12-20 physics.optics
Role of ultrafast electron-optical-phonon interactions in high harmonic generation from graphene
Technion- Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Schulich Faculty of Chemistry and Faculty of Physics（舒利希化学学院与物理学院）；Schulich Faculty of Chemistry（舒利希化学学院）
研究揭示了石墨中光学声子对高阶谐波生成的抑制作用，以及声子在电子-声子相互作用静态模型中的影响，为理解超快现象提供了新视角。
2026-04-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Resonant dispersive wave emission: a route toward few-cycle, tunable strong-field drivers in the visible
Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）
该研究通过大芯径充气管状光纤的孤子动力学，产生了220-752 nm可调、峰值功率数GW的亚10 fs可见光脉冲，为HHG和强场物理提供了新型驱动源。
2026-10-14 physics.optics
Direct Numerical Observation of Real-Space Recollision in High-Harmonic Generation from Solids
电子与母离子碰撞的实空间图像指导我们理解原子和分子对强低频激光场的高度非线性响应。它也是固体中高次谐波产生（HHG）的主要机制的几个主要竞争者之一，在动量空间中，它通常被视为导带电子与价带空穴的复合，与另一种HHG机制，强场驱动的布洛赫振荡竞争。在这项工作中，我们使用数值模拟直接测试和确认实空间的碰撞图像作为HHG在固体中的关键机制。我们的测试利用了分子谐波光谱中与分子离子的实空间结构相关的众所周知的特征。我们显示出现类似的光谱特征时，类似的实空间结构存在于固态晶格的周期性电位。这项工作证明了高次谐波成像的固体中的一个单位细胞的空间结构的能力。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast spectroscopy and role of interlayer coupling in high harmonic generation from layered solids
Technion- Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究层状固体中层间耦合对高次谐波生成的影响，揭示强场驱动下六方氮化硼、石墨和WS₂的高次谐波特性变化，发展了基于层间耦合参数的解析微扰理论。
2026-04-26 cond-mat.other physics.optics
High-Harmonic Generation and Spin-Orbit Interaction of Light in a Relativistic Oscillating Window
当强激光束照射固体薄膜靶上的小孔时，强激光场驱动小孔周围的表面等离子体振荡，该振荡起着"相对论振荡窗口"的作用。穿过这样的孔径的衍射光包含基本激光频率的高次谐波。当驱动激光束被圆偏振时，高次谐波产生（HHG）过程有助于将基波光的自旋角动量转换为谐波的固有轨道角动量。通过理论建模和全三维粒子模拟，证明了$n$阶谐波光束是具有拓扑电荷$|l| = n-1$的光学涡旋，并且对于足够强的激光束，产生了幂律谱$I_n\propto n^{-3.5}$，其中$I_n$是$n$阶谐波的强度.这项工作开辟了一个新的领域的可能性，产生强烈的极紫外漩涡，和衍射为基础的高次谐波研究在相对论强度。
2021-03-22 physics.optics physics.plasm-ph
Quantum Dial for High-Harmonic Generation
University of Ottawa（渥太华大学）；Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀恩特光学学院）
本研究通过弱经典场调控量子场实现高调和生成，利用压缩真空脉冲作为光学调谐器，实现非线性发射光谱的调控。
2026-09-02 physics.optics quant-ph
Characterizing Anomalous High-Harmonic Generation in Solids
本研究针对固体中的反常高次谐波产生现象，构建可分解总电流的强场激光-固体相互作用从头算方法，明确其产额的两个关键特征，为该谐波的实验识别与时域控制提供支撑。
2022-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.atom-ph
Probing Electron-Hole Coherence in Strongly-Driven Solids
高次谐波产生（HHG）是一种相干光学过程，其中入射光子能量被上转换为其初始能量的倍数。在固体中，在强激光场的影响下，产生电子-空穴（e-h）对，随后在光周期的一小部分内被驱动到高能量和动量。这些动力学通过带内电流和带间极化将包括源材料的非平凡拓扑性质的能带结构编码为高次谐波谱。在这个过程中，受驱动的电子和空穴之间的退相可以显著降低HHG效率。在这里，我们利用这一功能，并把它变成一个测量的电子-氢相干强驱动固体。利用预抽运脉冲，我们首先对单层二硫化钼进行光掺杂，然后研究了强红外脉冲引起的高次谐波。我们观察到明显的抑制HH强度，这变得更加明显，随着订单。基于量子模拟，我们将这种单调的阶数依赖性归因于超快电子-空穴退相的特征，这导致了带间极化的指数衰减，与e-h对的子周期偏移时间成正比。我们的研究结果证明了多体效应的重要性，如密度相关的退相干在高次谐波和探测强驱动系统中的电子-空穴相干性提供了一个新的平台。
2021-09-09 physics.optics quant-ph
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
High-harmonic generation in graphene under the application of a DC electric current: From perturbative to nonperturbative regimes
本研究结合量子主方程与玻尔兹曼方程，提出统一计算石墨烯在直流电流下激光驱动动力学的数值方法，揭示了直流电流等外参数对HHG谱的调控作用及对称性破缺机制。
2024-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
MIR laser CEP estimation using machine learning concepts in bulk high harmonic generation
本文提出一种基于机器学习的中红外CEP估计方法，通过观测体材料HHG光谱训练模型，实现廉价紧凑的实时CEP标记，可推广至任意波长和高达MHz重复率。
2024-07-18 physics.optics
Orientation-dependent high harmonic generation in ZnO
Institute for Nuclear Research and Nuclear Energy, Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院核研究与核能研究所）；Institute for Advanced Physical Studies, New Bulgarian University（新保加利亚大学高级物理研究所）；ELI-ALPS, ELI-HU Ltd（ELI-ALPS，ELI-HU有限公司）；ELI-ERIC；Sofia University（索非亚大学）
研究ZnO中方向依赖的高次谐波生成，揭示多带结构各向异性对电子-空穴对激发及固态HHG动力学的影响。
2025-12-17 physics.optics
Multi-plateau high-harmonic generation in liquids driven by off-site recombination
本研究实验观察到液体HHG中第二平台的形成，结合ab-initio数值模拟和半经典分析揭示其源于电子在相邻分子复合，为阿秒探测溶液电子动力学奠定基础。
2025-06-30 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Role of blue-shift length in macroscopic properties of high-harmonic generation
本文通过解析和从头算模拟研究了高次谐波产生（HHG）中谐波信号随传播距离增长的长度尺度，发现在高强度下由光电离引起的瞬态相位匹配和激光频率蓝移决定了谐波信号行为，并提出蓝移长度这一新尺度，为优化谐波信号增长的产生条件提供了稳健方法。
2023-06-26 physics.optics
Two-color laser control of photocurrent and high harmonics in graphene
本研究通过数值求解量子主方程，全面探究了石墨烯中双色激光驱动的光电流与高次谐波产生，发现通过调节激光参数可定量控制二者，并揭示了其动力学对称性机制。
2025-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Analytical WKB theory for high-harmonic generation and its application to massive Dirac electrons
提出了一种基于（Jeffreys-）Wentzel-Kramers-Brillouin（WKB）近似的非微扰低频高强度光场高次谐波产生（HHG）的解析方法.通过适当地考虑WKB解的斯托克斯现象，我们得到的波函数系统地包括电子-空穴对的产生和加速的重复动力学以及由于不同对产生时间之间的相位累积（Stückelberg相位）引起的量子干涉。利用所得到的波函数，而不依赖于任何唯象的假设，我们明确地计算电流（包括带内和带间的贡献）作为源的高次谐波的大质量狄拉克系统在（1+1）维下的交流电场。我们证明了WKB近似与求解含时薛定谔方程得到的数值结果符合得很好，并指出量子干涉在高次谐波中是重要的。我们还预测，在深非微扰区，（1）谐波强度相对于电场振幅$E_0$和频率$Ω$振荡，其周期由Stückelberg相位确定;（2）HHG的截止阶由$2eE_0/\hbar Ω^2$确定，其中$e$是电子电荷;（3）非整数谐波，由Stückelberg相位控制，表现为瞬态效应。我们的WKB理论是特别适合于一个参数制度，其中Keldysh参数$γ=(Δ/2)Ω/eE_0$，与$Δ$是间隙的大小，是小的。这个参数制度对应于现实的大量狄拉克材料的太赫兹制度的强激光。我们的分析表明，在目前的技术范围内，在太赫兹频率下可以观察到所谓的HHG平台。
2021-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-ph
High-harmonic generation in zinc oxide subjected to intense mid-infrared femtosecond laser pulse
本文从理论上研究了强中红外飞秒激光脉冲下氧化锌体相中电子-空穴对光激发与高次谐波产生机制，通过分离共振与非共振响应揭示了微观机制，并与实验数据达成良好半定量一致。
2025-02-13 physics.optics
Generation of Super Intense Isolated Attosecond Pulses from Trapped Electrons in Metal Surfaces
超宽带隔离阿秒脉冲（IAP）的产生对于化学和材料科学中的时间分辨应用是必不可少的，因为它们具有访问化学元素的光谱水窗口区域的潜力，该区域尚未建立。在这里，我们提出了一个高效的高次谐波产生（HHG）的数值方案，因此在XUV和软X射线区域的超宽带IAP的产生。该方案结合使用啁啾脉冲与捕获的电子在铜过渡金属表面，并利用红外（IR）单周期脉冲的特性，以实现高转换效率和大的光谱带宽。特别是，我们表明，超宽IAP的持续时间为370作为和带宽覆盖的光子能量范围为50-250和350-450 eV的可以产生。我们进一步表明，引入一个额外的IR单周期脉冲允许提高谐波产量在软X射线光子能量区域的近7个数量级。因此，我们的研究结果阐明了在金属表面捕获的电子在紧凑的固态器件中开发稳定和高效的阿秒光源的相关性。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spectral Bandwidth Reduction of Thomson Scattered Light by Pulse Chirping
基于非相干叠加汤姆逊散射框架下的单粒子跟踪，我们开发了一个完全相对论的三维数值程序，计算并量化了相对论电子束与聚焦的反向传播强激光场正面碰撞时的辐射特性.开发的代码已经根据解析表达式进行了基准测试，该解析表达式基于（1）中导出的激光场的平面波近似。对于足够长的持续时间的激光脉冲，我们发现，散射辐射光谱加宽，由于激光的脉冲性质所产生的干扰。研究表明，通过适当地啁啾散射激光脉冲，可以最小化光谱展宽。
2012-04-04 physics.acc-ph physics.optics
Compact, intense attosecond sources driven by hollow Gaussian beams
本文提出利用空心高斯光束（HGB）驱动高次谐波产生，通过环形焦点分布降低谐波发散和色差，从而在不改变聚焦条件下提升阿秒脉冲的重新聚焦强度与可注入驱动能量，为紧凑型强阿秒光源提供新路径。
2025-07-06 physics.optics
Non-linear propagation effects of intense femtosecond pulses on low order harmonics in solids
本文研究800 nm、40 fs强飞秒脉冲在MgO、Cr: MgO、蓝宝石和熔融石英中的非线性传播对低阶谐波的影响，揭示光谱移动与展宽源于光电离、自由载流子和自相位调制，并展示通过调控驱动场定制固态XUV源的前景。
2021-04-21 physics.optics
Measuring Extreme Vacuum Pressure with Ultra-Intense Lasers
我们表明，极端的真空压力可以测量与当前的技术通过检测由相对论汤姆逊散射的超强激光由介质中的电子产生的光子。我们计算了在不同频率和角度下散射的辐射量，并设计了有效测量压力的策略。特别是，我们表明，在一个高重复率拍瓦激光设施，如VEGA，将在2014年在萨拉曼卡运行，一天的实验将是敏感的，原则上，压力p低至10^{-16} Pa，并将能够提供高度可靠的测量p>10^{-14} Pa。
2012-07-24 physics.optics physics.plasm-ph
The interference effect of laser-assisted bremsstrahlung emission in Coulumb fields of two nuclei
本文基于Volkov态和Dirac-Volkov传播子详细研究了强激光场中电子被两个固定原子核散射的自发韧致辐射。已经发现，从电子辐射的基波光谱表现出独特的条纹，这不仅取决于核间的距离和取向，但也依赖于电子的初始能量和激光强度。通过对微分截面的分析，我们可以用原子核对电子散射的干涉来解释这些效应。这些结果在探测强激光场中原子或分子的缀饰势方面具有很好的应用前景。
2013-09-12 physics.atom-ph physics.optics
Ultra-intense laser pulse characterization using ponderomotive electron scattering
本文给出了相对论电子在强激光脉冲焦点中的运动方程的一种新的解析解。我们近似的电子的横向动力学的平均场的长激光脉冲聚焦到一个高斯横向轮廓。由此产生的有质动力散射被发现具有电子散射角的上边界，这取决于激光参数和电子的初始运动状态。特别是，我们证明的角度，电子被散射的激光尺度作为一个简单的关系，其初始能量的激光的振幅。我们发现两个制度是区别于激光的聚焦或峰值功率的有质动力散射的主要驱动程序。基于这一结果，我们演示了如何激光脉冲的强度可以确定从一个环形图案的空间分布的高能电子束从激光散射。我们证实了我们的分析，通过详细的相对论测试粒子模拟的电子的平均有质动力学在全电磁场的聚焦激光脉冲。
2019-09-11 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
High Harmonic Generation from a Noble Metal
本研究利用少周期近红外激光脉冲在贵金属银中实现了高次谐波产生，观察到高达 20 eV 的极紫外谐波，揭示了其源于晶格相干电子动力学，确立了金属作为超快强场物理和阿秒光源的潜力。
2025-03-07 cond-mat.other physics.optics
Field enhancement of intense laser pulses in a subwavelength plasma aperture
本研究通过三维粒子模拟证实强激光脉冲在亚波长等离子体孔径中可实现非共振的显著场增强，揭示其能量集中源于入射场与背向散射纵向场的干涉，为极端强度下的等离子体光学器件应用提供了可能。
2025-10-30 physics.optics physics.plasm-ph
Complete characterization of ultra-intense laser pulses in radiation damping regime
本文推导了考虑辐射反作用的电子束团经超强激光有质动力散射后散射角的封闭解析公式，并通过相对论粒子模拟和Landau-Lifshitz模型验证其可用于激光表征与RR实验探测。
2020-10-19 physics.optics physics.plasm-ph
Generation of Quantum Vortex Electrons with Intense Laser Pulses
本文提出利用飞秒强激光与高能电子散射，将光子自旋角动量高效转移为电子轨道角动量，从而把平面波电子扭转为量子涡旋态，为粒子与核物理提供新型相对论轻子源。
2024-08-09 physics.optics
Attosecond physics at the nanoscale
最近，两个新兴的研究领域，阿秒和纳米级物理学，已经开始走到一起。阿秒物理学研究超短激光脉冲与原子、分子或固体相互作用时发生的现象，脉冲持续时间为飞秒和亚飞秒时间尺度。激光诱导的电子动力学在几百甚至几十阿秒的时间尺度上自然发生，这与光场相当。另一方面，第二个分支涉及介观系统的操纵和工程，如固体，金属和纳米精度。虽然纳米工程本身是一个庞大而成熟的研究领域，但与强激光物理学的合并是相对较新的。在这篇文章中，我们提出了一个全面的实验和理论概述的物理发生时，短而强的激光脉冲与纳米系统，如金属和介电纳米结构相互作用。特别是，我们阐明如何在纳米尺度的空间不均匀的激光诱导场修改激光驱动的电子动力学。因此，这对ATI和HHG等关键流程具有重要影响。深入理解这些空间非均匀场与物质之间的耦合动力学，为研究和应用开辟了新的途径。由于阿秒物理学的成熟，以及材料工程和操纵技术的巨大进步，阿秒-纳米物理时代已经开始，但它还处于初始阶段。因此，我们提出了一些开放的问题，挑战和前景的实验确认的理论预测，以及实验，旨在表征的诱导场和独特的电子动力学与高的时间和空间分辨率。
2016-07-06 physics.atom-ph physics.optics
Super light-by-light scattering in vacuum induced by intense vortex lasers
提出一种无需X射线偏振器直接探测真空极化（VP）信号的新方法，通过强涡旋激光诱导超光-光散射效应，使信号光子切向动量显著增大，从而与X射线背景分离，实现强度和信噪比提升两个数量级以上的单次探测。
2025-07-16 hep-ph physics.optics
