Enhancement of ultrafast electron photoemission from metallic nano antennas excited by a femtosecond laser pulse
我们已经证明了第一次，在铝表面上的纳米天线（中心纳米尖端内的亚微米坑）的阵列，制造使用特定的双脉冲飞秒激光照射方案，结果在28倍的增强的非线性（三光子）电子光电发射产率，由第三个强烈的红外飞秒激光脉冲驱动。支持的数值电动力学模型表明，电子发射增加，而不是由于一个更大的有效铝表面，但由于瞬间局部电磁场增强附近的纳米天线，由尖端的避雷针效应和作为微反射器和环形边缘作为等离子体透镜的凹坑的聚焦效应。
2013-12-20 physics.optics
Coherent Field Emission Upon Ultrafast Laser Irradiation of the Tip Plasmon
University of Nevada, Reno（内华达大学里诺分校）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）
研究通过超快激光照射银尖端，揭示了多光子吸收与场发射的相干机制及其非局域光-物质相互作用。
2025-12-08 physics.optics
Photoelectron Transportation Dynamics in GaAs Photocathodes
本文报道了GaAs半导体光电阴极中光电子输运动力学的一般理论。梯度掺杂被纳入该模型通过列入定向载流子漂移。在注入激发脉冲后，在有源层中的电子浓度的时间演化的数值和解析解决。该模型的预测进行了比较，通过载流子引起的瞬态反射率的变化，这是测量梯度掺杂和均匀掺杂的光电阴极使用飞秒泵浦-探测反射测量实验。实验和理论之间的良好的协议，导致的关键器件参数，如扩散常数和电子衰减速率的表征。比较了均匀掺杂和梯度掺杂的光电子输运特性。发现掺杂梯度能够加速电子在器件表面的积累。这些结果提供了新的见解III-V光电阴极的动态，并可能打开一个新的途径，对设备参数的实验表征。
2021-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Dual-tip-enhanced ultrafast CARS nanoscopy
相干反斯托克斯拉曼散射（CARS），特别是飞秒自适应光谱技术（FAST CARS）已成功地用于分子光谱和显微成像。超快纳米光学的最新进展为光学近场的产生和控制提供了灵活性，并有望将CARS技术扩展到纳米尺度。在这项理论研究中，我们展示了超短激光脉冲激发的等离子体纳米结构附近的分子相干拉曼光谱的超快亚波长控制。模拟的纳米结构设计提供了本地化的激发源CARS通过聚焦入射激光脉冲到亚波长热点通过两个自相似的纳米透镜天线连接的波导。热点选择性的双尖端增强CARS（2TECARS）的DNA核碱基的纳米光谱，通过模拟优化的泵，斯托克斯和探针近场使用提示，激光偏振和脉冲整形。该技术可用于探索具有纳米分辨率的真实空间中的超快能量和电子转移动力学，并开发DNA测序的新方法。
2013-11-20 physics.optics
Quasi-nondegenerate pump-probe magnetooptical experiment in GaAs/AlGaAs heterostructure based on spectral filtration
我们报道了一种准非简并泵浦探测技术，它是基于飞秒激光脉冲的光谱过滤的一对相互光谱分离的干涉滤波器。这种节省成本和空间的方法甚至可以用于泵浦-探测显微镜，其中泵浦和探测脉冲的共线传播由显微镜物镜的利用决定。这种技术解决了从探测光束中有效去除泵浦光子的矛盾要求，以实现良好的信噪比，同时需要激发和探测的光谱接近，这对于许多材料系统的磁光研究是必不可少的。重要的是，100 fs长激光脉冲的光谱过滤不会显著影响所得的时间分辨率，其保持远低于500 fs。我们证明了这种技术的实用性，在空间和时间分辨的自旋敏感的磁光克尔效应（MOKE）实验中的GaAs/AlGaAs异质结构，在接近MOKE共振的波长的电子的光注入后，形成一个高迁移率的自旋系统。特别是，我们研究了电荷相关（反射率）和自旋相关（MOKE）信号的时间和空间演化。我们发现，它们以类似但不完全相同的方式演变，我们归因于GaAs中的几个电子多体效应的相互作用。
2020-04-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High-fidelity glass micro-axicons fabricated by laser-assisted wet etching
本文报道了利用激光辅助湿法刻蚀和激光抛光技术制备玻璃微锥镜的实验研究。所采用的技术，依赖于一个有效的直接写入过程中的飞秒激光，允许揭示高保真度的配置文件，而在加热的氢氧化钾（KOH）溶液中蚀刻。然后通过二氧化碳（CO2）激光抛光使剩余的表面粗糙度平滑。这种抛光仅限于部件的表皮，使得尖端仅略微变圆，具有接近200 μm的曲率半径。然后用500 μ m直径的轴棱锥表明，准贝塞尔光束是在尖端之后产生的，并且在几乎3.5 mm的传播距离上保持5.3 μm的直径。
2021-10-23 physics.app-ph physics.optics
Spatio-temporal sampling of near-petahertz vortex fields
测量具有高空间分辨率的可见光的场一直是具有挑战性的，因为许多已建立的方法仅检测焦点平均信号。在这里，我们介绍了一种近场的光场采样方法，克服了这一限制，采用纳米针尖的增强近场的本地化。一个探测场扰动的尖端，这是由一个泵脉冲诱导的光电发射，产生一个依赖于场的电流调制，可以很容易地被捕获与我们的电子检测方案。该方法提供了可靠的表征近千兆赫领域。结果表明，该方法不仅可以分辨出带有轨道角动量的可见飞秒光脉冲的螺旋波阵面，而且可以分辨出焦平面内光场随时间的演化。此外，我们的方法是偏振敏感的，这使得它适用于矢量场重建。
2022-03-29 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
Features of Surface Structuring of Direct and Indirect Band Gap Semiconductors by Femtosecond Laser
本文系统研究了飞秒激光对直接带隙、间接带隙及带隙转变半导体表面结构化的影响，分析了低/高空间频率LIPSS等形貌特征，并从电磁方法和物质重组角度探讨其形成机制。
2025-08-22 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.optics
Pulse generation with ultra-superluminal pulse propagation in semiconductor heterostructures by superradiant phase transition enhanced by transient coherent population gratings
本文报道了在超辐射范围内，在GaAs/AlGaAs多接触异质结中观察到的超超光速脉冲传播，并明确地表明它是不同于常规自发辐射或受激发射的一类辐射。结果表明，在强电泵浦下，在半导体介质中产生的相干布居数光栅对引起群折射率降低5- 40%有很大影响。这种降低比由于传统的载流子耗尽或啁啾机制而观察到的降低大得多。折射率的降低又导致飞秒脉冲的传播速度超过c。测量结果还明确地表明，在室温下半导体中存在电磁脉冲的相干放大，通过光与锁定到载波光栅的相干瞬态光栅的相互作用，相干性被强烈增强。这种脉冲产生技术在需要产生高相干飞秒光脉冲的应用中具有很大的潜力
2015-08-24 cond-mat.str-el physics.optics
Laser-induced electron emission from Au nanowires: A probe for orthogonal polarizations
光电子场发射是由飞秒激光脉冲聚焦在金属纳米尖端上引起的，它提供了空间相干和时间短的电子脉冲。光电子产额的性质提供洞察到纳米结构的材料性质和激发激光焦点。超长纳米带，作为一个单晶体连接到一个金属锥生长，是电子场发射的来源，尚未得到表征。在这份报告中，研究了金纳米粒子样品的光发射，并与钨和金尖端的发射进行了比较。我们观察到，从尖锐的尖端的发射一般取决于一个横向分量的激发激光场，而一个钝nanoriginal的发射被发现是敏感的两个组件。我们建议，这个属性使得纳米带的光电发射的候选人的位置敏感检测的纵向场分量在一个紧密聚焦的光束。
2021-05-14 physics.app-ph physics.optics
Spatial and energetic correlations of ultrashort two electron pulses
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)（慕尼黑大学）
本文表征了针尖处双电子脉冲的三维库仑关联，发现横向空间间距小的电子对存在3.3 eV能隙，结合光阑与能量滤波可将多电子脉冲抑制至g(2)=0.02，为相关研究及仪器设计提供基础。
2026-08-13 physics.optics
Multiple quantum wells for passive ultra short laser pulse generation
固体激光器要求增益介质和腔损耗的独立控制，以使用被动锁模实现超短激光脉冲。最近，激光锁模是用具有多个量子阱的MBE结构实现的，其设计用于实现两个功能：布拉格反射镜和改变吸收以控制腔动力学。使用AlGaAs/AlAs布拉格反射镜与15 nm的GaAs可饱和吸收体中使用的Cr：LiSAF可调谐激光器被证明是有效的产生飞秒脉冲。到目前为止，可饱和吸收体的使用是一种试错程序，由于与更多预测程序的相关性，该试错程序正在改变。
2007-04-18 physics.optics
Photoemission Electron Microscopy as a tool for the investigation of optical near fields
光发射电子显微镜被用来成像的电子从专门定制的银纳米粒子沉积在硅基板（与其原生氧化物SiO $_{x}$）的光发射。通过分别用Hg UV灯（光子能量截止$\hbarω_{UV}=5.0$ eV，波长$λ_{UV}=250$ nm）和用Ti：蓝宝石飞秒激光器（$\hbarω_{l}=3.1$ eV，$λ_{l}=400$ nm，脉冲宽度低于200 fs）照射来诱导光发射。虽然在高于银等离子体频率的能量下照射时观察到来自金属的均匀光电子发射，但在较低的光子能量下，发射局限于结构的尖端。这被解释为一个签名的局部电场，因此提供了一个工具来映射的光学近场与发射电子显微镜的分辨率。
2005-05-25 physics.optics
Surface plasmon enhanced fast electron emission from metallised fibre optic nanotips
光纤纳米尖端的电子发射的物理机制，即隧道效应、多光子和电子发射，要么阻止快速切换，要么需要强激光场。时间分辨电子发射从纳米尺寸的源发现的应用范围从材料表征到量子相干性的基础研究。我们提出了一个纳米尺寸的电子源，能够快速开关（<1 ns），可以驱动低功率飞秒激光器。在低功率激光下，其发光的物理机制是表面等离子体增强的阈上光电发射。观察到一个电子发射峰，并为共振等离子体激发提供支持。电子源是一根金属涂层的光纤，它逐渐变细成纳米大小的尖端。光纤是柔性的，并且背面发光，便于定位。该源的工作原理是每个激光脉冲只有几个nJ，这使得它成为一个多功能的发射器，可以用于纳米测量、多分辨率电子光刻和扫描探针显微镜。关键词：光纤奈米尖端，表面电浆共振，多光子发射，超临界发射
2020-05-05 physics.atom-ph physics.optics
Ultrafast field-driven monochromatic photoemission from carbon nanotubes
超快电子脉冲与激光泵浦和电子探针技术相结合，允许各种形式的超快显微镜和光谱学来阐明观察物理和化学转变的挑战。然而，追求同时的最终空间和时间分辨率已在很大程度上被电子脉冲的低单色性和它们与光激发脉冲的差的相位同步所抑制。现有的光子驱动光源具有良好的单色性，但相位同步性较差。相比之下，场驱动光电发射由于固有的子循环发射动力学而具有高得多的光相位同步，但单色性差。这样的源遭受较大的电子能量扩展（3 - 100 eV），这归因于常规金属尖端的相对低的场增强，其需要长的泵浦波长（> 800 nm）以获得足够的有质动力势来进入场驱动机制。在本工作中，场驱动光电发射从~1 nm半径的碳纳米管在飞秒激光激发在短波长的410 nm已实现。场驱动电子的能量扩展被有效地压缩到0.25 eV，优于所有传统的超快电子源。我们新的基于纳米管的超快电子源为阿秒成像和新兴光波电子学开辟了令人兴奋的前景。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Few-picosecond pulse generation featuring ultrafast spectral dynamics in gain-switched surface-grating DFB lasers via impulsive optical pumping
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, Department of Electronic Engineering, East China Normal University（华东师范大学精密光谱科学国家重点实验室电子工程系）；LDseed Co., Ltd.（LDseed有限公司）
研究在室温下用飞秒光学泵浦单模激光器中皮秒增益开关动态的物理机制，通过设计和制造具有五个不同光栅周期的一阶表面光栅GaAs分布反馈（DFB）激光器，发现122nm周期的DFB激光器在更高光子能量和更低输出功率下生成最短脉冲。
2026-04-02 physics.optics
