Ultraintense Attosecond Pulse Emission from Relativistic Laser-Plasma Interaction
本文建立了一个高相对论性激光与等离子体相互作用中的阿秒超强脉冲辐射的解析模型。在这个模型中，阿秒脉冲是由一个强烈压缩的电子层发射的瞬间左右，当层横向电流改变符号，其纵向速度接近最大值。发射的阿秒脉冲具有宽带指数谱和稳定的恒定谱相位$ψ(ω)=\pmπ/2-ψ_{A_m}$。据我们所知，阿秒脉冲的波形也是第一次明确给出。我们验证了分析模型，通过粒子在细胞（PIC）模拟法向和斜入射。基于这个模型，我们强调了产生孤立的超强相位稳定阿秒脉冲的可能性
2018-08-30 physics.plasm-ph
Towards attosecond pulse synthesis from solids: spectral shaping, field autocorrelation, and two-color harmonic generation
利用固体表面产生谐波是产生高能量阿秒脉冲的一种很有前途的方法。我们报告成形的谐波频谱，以实现阿秒脉冲产生所需的带宽。的成形证明为较低以及较高的谐波，使用单脉冲和双脉冲泵浦。测量的谐波场自相关函数表现出良好的协议与谐波频谱的阿秒尖峰。双缝实验表明谐波光束具有很高的空间相干性。
2019-01-30 physics.plasm-ph
Burst Intensification by Singularity Emitting Radiation in Laser Plasma
National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)（国立量子科学和技术研究院）；Kansai Institute for Photon Science (KPSI)（关西光子科学研究院）；Osaka University（大阪大学）；Institute for Open and Transdisciplinary Research Initiatives（开放与跨学科研究倡议研究所）；Kyoto International University Academy（京都国际大学学院）；Rokkasho Institute for Fusion Energy（六所核聚变能源研究所）；Hiroshima University（广岛大学）；Graduate School of Advanced Science and Engineering（先进理工学研究科）；Extreme Light Infrastructure ERIC（超强光基础设施欧洲研究基础设施合作组织）；ELI Beamlines Facility（ELI光束线设施）
通过奇点发射辐射增强脉冲利用高功率激光驱动产生纳米级X射线源，实现超短脉冲和高亮度X射线输出。
2026-01-09 physics.optics physics.plasm-ph
Super-intense Single Attosecond Pulse Generation by Plasma Gating
研制了一种用于产生单脉冲超强阿秒脉冲的等离子体门控装置。它是一种钻孔效应的表现，限制了一个激光周期内最强的阿秒脉冲发射。所产生的脉冲的特征在于稳定的谐波相位$ψ\approx \pmπ/2$和缓慢衰减的指数谱，该指数谱由$γ$ -尖峰缩放和CSE缩放限定。讨论了低频区的相位振荡和高频区的涨落。我们还表明，在高频区的相位起伏可以减少包括辐射反作用力。
2018-03-06 physics.plasm-ph
Reflected attosecond pulse radiation from moving electron layers
利用等离子体表面高次谐波的产生，可以使激光脉冲在背向辐射中变成阿秒甚至零秒的训练脉冲串。在适当的条件下，这些阿秒脉冲的振幅可能比激光脉冲的振幅大几个数量级。我们详细研究了这一过程，特别是等离子体电子密度的纳米束。我们推导出的解析表达式描述的电子密度分布，并获得了良好的协议与粒子在细胞模拟。我们研究了在中等激光强度（a0 = 10）下，在等离子体密度为指数分布的过密等离子体板上的高次谐波最有效的情况。随后，我们计算了单个阿秒脉冲的光谱，从背辐射使用我们的密度形状的表达式结合纳米束辐射的光谱方程。
2015-12-16 physics.plasm-ph
Multiscale study of high energy attosecond pulse interaction with matter and application to proton-Boron fusion
几十年来，科学界对质子-硼聚变等非中子聚变反应的兴趣不断增长，因为它在不同领域有着潜在的应用。最近，世界上许多科学团队在实验上研究了使用强激光引发质子-硼聚变的可能性，这表明了该领域的重要兴趣。现在可以以高重复率产生超短高强度激光脉冲。这些脉冲还具有独特的性质，可以用来产生质子-硼聚变反应。在这篇文章中，我们研究了高能量阿秒脉冲与固体质子-硼靶的相互作用，并通过数值模拟支持了相关的离子加速。我们证明了单周期阿秒脉冲的效率相比，多周期阿秒脉冲在离子加速和磁场产生。利用这些结果，我们还提出了一个路径质子硼聚变使用高能量阿秒脉冲。
2021-09-24 physics.plasm-ph
Generation of attosecond electron bunches and X-ray pulses from few-cycle femtosecond laser pulses
激光等离子体电子加速器可以用来产生高强度的X射线，因为在尾流场中加速的电子由于电子感应加速器振荡而发出辐射。这种X射线源继承了电子束的特征;亚飞秒电子束团产生相同持续时间的电子感应加速器源，这反过来又允许在超短时间尺度上探测物质。在本文中，我们表明，通过Particle-in-Cell模拟，阿秒电子聚束可以获得使用低能量，超短激光束在自注入和受控注入制度在低等离子体密度。然而，只有在受控制度的电子注入导致一个稳定的，孤立的阿秒电子聚束。这种超短电子束团能发射出高亮度的阿秒X射线暴
2020-12-11 physics.plasm-ph
Controlling the ellipticity of attosecond pulses produced by laser irradiation of overdense plasmas
高强度激光脉冲和固体靶的相互作用提供了一种有前途的方法来创建紧凑，可调谐和明亮的XUV阿秒源，可以成为各种应用的独特工具。然而，重要的是要控制这种XUV辐射的偏振状态，并在最有效的产生机制中这样做。利用相对论电子弹簧（RES）模型和粒子模拟（PIC），我们证明了通过调节激光辐射的偏振和入射角，可以在很宽的参数范围内调节产生的阿秒脉冲的偏振态.特别是，我们证明了在各种各样的设置产生圆偏振阿秒脉冲的可能性。
2018-04-03 physics.plasm-ph
Cascaded Generation of a Sub-10-Attosecond Half-Cycle Pulse
具有半周期电场的亚10阿秒脉冲提供了在原子时间尺度内检测和操纵电子的特殊选择。然而，这种脉冲的可用性仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一种方法来产生孤立的亚10阿秒半周期脉冲的基础上自然发生在等离子体中的级联过程。首先用单周飞秒脉冲激发中等过密等离子体产生100秒阿秒脉冲。之后，产生的阿秒脉冲级联产生一个亚10阿秒半周期脉冲的传输方向单极扰动纳米薄的相对论电子片自然形成的等离子体。二维粒子模拟表明，可以产生持续时间为8.3阿秒的孤立半周脉冲。除了单周期驱动脉冲外，这种方案也可以通过预先用相对论等离子体透镜对脉冲进行整形而用商业100 TW 25 fs驱动激光器来实现。
2020-10-14 physics.optics physics.plasm-ph
Spectrotemporal shaping of attosecond x-ray pulses with a fresh-slice free-electron laser
本研究提出一种在自由电子激光上对阿秒X射线脉冲进行相干整形的方案，通过控制波荡器锥形分布实现脉冲维格纳函数整形，可产生可控脉冲对、序列及宽频孤立脉冲，并在现有XFEL上实验验证了相位稳定脉冲序列的生成与控制。
2025-02-11 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Intense isolated few-cycle attosecond XUV pulses from overdense plasmas driven by tailored laser pulses
利用粒子模拟技术，提出了一种产生高强度孤立的阿秒数周期XUV脉冲的方法。当具有锐边的剪裁激光脉冲照射箔靶时，可以激发出强的横向净电流，从靶背面发射出几个周期的XUV脉冲。孤立脉冲在时域中是超短的，持续时间为几百阿秒。与其他高次谐波XUV源相比，它在光谱域中的带宽也很窄。它的大部分能量被限制在等离子体频率附近，并且在等离子体频率以下没有低次谐波。实验还表明，可以产生峰值场强达$ 8\times 10^{12} $ V $\mathrm{m}^{-1}$的XUV脉冲。不需要脉冲选择和光谱过滤，这种强烈的几个周期的XUV脉冲更适合于许多应用。
2014-06-12 physics.plasm-ph
How to generate intense isolated attosecond pulses from relativistic plasma mirrors?
高功率激光在相对论等离子体镜上产生多普勒谐波是产生明亮阿秒光爆的一条有希望的途径。然而，一个主要的挑战是找到一种方法来产生孤立的阿秒脉冲，更适合于时间分辨实验，而不是脉冲串。阿秒灯塔效应是一种很有前途的技术，它将不同的传播方向印刻到训练的连续阿秒脉冲上，然后在远场中对一个脉冲进行空间滤波。然而，在相对论范围内，等离子体镜会因入射激光的辐射压力而弯曲，从而聚焦产生的谐波光束。这增加了谐波光束的发散度，并且使得难以在角度上分离阿秒脉冲。在这篇文章中，我们提出了两种新的技术，易于在实验中，显着减少多普勒谐波的发散，并实现了孤立的阿秒脉冲的灯塔效应的产生，而不需要几个周期的激光脉冲。它们的有效性证明了使用国家的最先进的模拟，这表明，隔离的阿秒脉冲与$10$ TW峰值功率在X-UV范围内可以产生与PW类激光器。这些技术同样可以应用于其他生成机制，以减轻对生成隔离阿秒脉冲所需的激光脉冲的持续时间的约束。
2020-03-30 physics.optics physics.plasm-ph
Attosecond electron pulses from interference of above-threshold de Broglie waves
结果表明，强激光脉冲在金属表面产生的阈上电子德布罗意波的干涉产生了阿秒电子脉冲。由于固有的运动色散，阿秒德布罗意波在真空中的传播与不改变形状的阿秒光脉冲的传播有很大的不同。在金属表面之上，即使在宏观距离处，也存在电子流的“电子带”和“复活层”。在所考虑的参数范围内，这种超短电子脉冲的电流密度的最大值估计为每平方厘米零点几毫安的量级。
2007-05-02 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Isolated Attosecond $γ$-Ray Pulse Generation with Transverse Orbital Angular Momentum Using Intense Spatiotemporal Optical Vortex Lasers
本研究提出利用强时空光学涡旋激光产生具有横向轨道角动量的孤立阿秒γ射线脉冲，克服了传统方法的束流发散和双激光需求，为超快成像与核激发应用开辟新途径。
2024-11-08 physics.plasm-ph
Stimulated-Raman-scattering amplification of attosecond XUV pulses with pulse-train pumps and application to local in-depth plasma-density measurement
提出了一种利用脉冲串泵浦的受激喇曼散射放大极紫外种子隔离阿秒脉冲的方案。在足够的种子和泵浦强度下，放大是非线性的，并且种子脉冲的幅度可以达到泵浦的幅度，比初始种子幅度高一个数量级。在线性放大区，我们发现泵浦脉冲训练的光谱特征被印刻在放大的种子脉冲的光谱上。由于光谱特征的频率被等离子体频率降低，因此可以推断出相互作用区域中的电子密度。该区域在纵向上可以是微米长度尺度。通过改变种子和泵之间的延迟，该方案提供了一个本地的固体密度等离子体内的电子密度测量，不能探测光频率，微米分辨率。
2022-10-21 physics.plasm-ph
Radially Polarized, Half-Cycle, Attosecond Pulses from Laser Wakefields through Coherent Synchrotron Radiation
在准一维尾流场加速状态下，当激光束腰大于尾流波长时，驱动非线性相对论电子盘时，发现了相干类同步辐射的阿秒爆发。超临界密度的磁盘径向收缩，由于集中尾场，从而提供了横向电流的发射强度，径向极化，半周期脉冲的持续时间约为100阿秒。电磁脉冲首先聚焦到比驱动脉冲大10倍的峰值强度（$7\times10^{20}\rm W/cm^2$），然后作为锥形束出现。饱和的发射振幅推导出解析和协议的粒子在细胞中的模拟。通过使用气体靶而不是固体来形成盘片，新方案允许应用所需的高重复率。
2014-05-06 physics.plasm-ph
Optimal attosecond pulses generation from oscillating plasma surfaces driven at relativistic intensity
通过激光-等离子体相互作用产生阿秒脉冲已经是三十多年来的一个重大科学兴趣的主题。通过改变等离子体和激光参数，使用粒子模拟来研究这个过程。在等离子体真空界面的密度梯度的陡度检查，看看这个参数如何影响高次谐波的产生和孤立的阿秒脉冲的创建。在相对论振荡镜机制下，探索了最佳密度梯度长度$L$。虽然孤立阿秒脉冲的半峰全宽和峰值强度的理想梯度长度独立地依赖于驱动激光强度，但对于高激光强度，它们都在$L$ =0.2 $λ$附近被发现。
2021-09-23 physics.optics physics.plasm-ph
Wavebreaking-associated transmitted emission of attosecond extreme-ultraviolet pulses from laser-driven overdense plasmas
提出了一种在相对论激光驱动的过密等离子体表面产生阿秒极紫外（XUV）脉冲的新机制。通过粒子模拟和分析，我们证明了我们所考虑的参数所观察到的超短XUV发射主要是由于波破碎后的强等离子体密度振荡。强密度变化和前表面层中的横向场的耦合引起了主要围绕局部等离子体频率的频率的透射发射。这种机制提供了新的见解XUV从固体表面产生的场景和激光等离子体相互作用的动力学。
2016-06-09 physics.plasm-ph
Coherent attosecond pulses generated by a relativistic electron beam interacting with an intense laser at a grazing angle
提出强激光以掠射角与相对论电子束相互作用的方案，利用超光速相位调制在远场切伦科夫角产生相干阿秒脉冲串，并经理论与三维PIC等模拟验证。
2025-08-29 physics.plasm-ph
Temporal structure of attosecond pulses from laser-driven coherent synchrotron emission
采用粒子模拟方法研究了激光驱动同步辐射通过薄箔的微观动力学过程。对于正常的入射相互作用，我们确定了两个不同的电子纳米束的形成，从发射发生的驱动激光脉冲的每个半周期。这些发射在时间上相隔130阿秒，并且在不同的频率范围内占主导地位，这是每个电子纳米束的独特特性的直接结果。这可以通过光谱过滤来隔离这些发射，产生持续时间约70 as的电磁脉冲。
2016-02-11 physics.optics physics.plasm-ph
Relativistic plasma control for single attosecond pulse generation
为了描述等离子体表面高次谐波的产生，我们引入了{ \it视反射点}（ARP）的概念。在外部观察者看来，ARP处的辐射电场为零。ARP的相对论动力学完全定义了高次谐波和阿秒脉冲的产生。ARP速度是时间的平滑函数。然而，相应的$γ$因子在切向矢势消失和表面速度接近光速时具有尖锐的尖峰。我们表明，管理激光偏振，可以有效地控制ARP动态，例如，以从由多周期驱动器产生的短脉冲训练中选通出单个（亚）阿秒脉冲。这种相对论性控制是通过粒子在细胞中的模拟数值演示。
2006-01-09 physics.optics physics.plasm-ph
Towards temporal characterization of intense isolated attosecond pulses from relativistic surface high harmonics
相对论表面高次谐波被认为是产生极紫外（XUV）和X射线光谱范围内的强孤立阿秒脉冲的独特来源。然而，它的实验实现仍然是一个具有挑战性的任务，需要确定的最佳条件，产生孤立的阿秒脉冲，以及他们的时间特性。在这里，我们展示了两个方向的测量。特别是，我们已经向发射的XUV辐射的时间特性的第一步，通过调整阿秒条纹相机的概念，以确定相对论表面高次谐波的时域特性。这些结果得到了PIC模拟的支持，将平均（多次发射）XUV持续时间的上限设定为<6 fs，即使在由非CEP控制的相对论性几周期光脉冲驱动时也是如此。此外，通过测量相对论表面高次谐波谱对驱动红外激光场载波包络相位（CEP）的依赖关系，我们从实验上确定了产生强孤立阿秒脉冲的最佳条件。
2019-05-04 physics.optics physics.plasm-ph
Giant isolated attosecond pulses from two-color laser plasma interactions
一个新的制度中的相互作用的双色（$ω$，$2ω$）激光与纳米尺度的箔被确定，导致非常强烈的，孤立的阿秒脉冲的发射-即使在多周期激光的情况下。对于由超过吹出场强度（即，能够将电子与离子背景完全分离）的激光照射的箔，二次谐波场的添加导致箔的稳定达到吹出强度。然后，在一个单一的光学周期中，会发生一个急剧的透明转变。在跃迁周期中，密集的纳米级电子束团被加速到相对论速度，并发射出峰值强度接近激光场的单个强阿秒脉冲。
2020-01-17 physics.optics physics.plasm-ph
Focusing Terawatt-Scale Lasers Using Holographic Gaseous Lenses
Stanford University（斯坦福大学）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；Princeton University（普林斯顿大学）；LULI, CNRS, CEA, Sorbonne Université, École Polytechnique（LULI，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会，索邦大学，巴黎综合理工学院）
该研究针对太瓦级激光的光学损伤问题，实验演示了抗损伤的全息气体透镜，可高效调控高能激光，为下一代超高功率激光器提供了新方案。
2026-08-07 physics.optics physics.plasm-ph
Generation of intense circularly polarized attosecond light bursts from relativistic laser plasmas
我们研究了相对论周期激光脉冲与过密等离子体表面相互作用产生的纳米电子束的阿秒光脉冲的偏振特性。粒子模拟表明，产生的阿秒脉冲的偏振态取决于入射脉冲的偏振态、脉冲宽度、载波包络相位以及等离子体尺度长度。通过控制激光和等离子体参数，在不牺牲产生效率的前提下，具有方位角$θ^i=10^\circ$的线偏振激光脉冲可以产生具有方位角$|θ^r_{\rm atto}|\approx61^\circ$和椭圆率$σ^r_{\rm atto}\approx0.27$的椭圆偏振阿秒脉冲，而具有$σ^i\approx0.36$的椭圆偏振激光脉冲可以产生具有$σ^r_{\rm atto}\approx0.95$的近圆偏振阿秒脉冲。该结果为台式圆偏振XUV光源作为具有阿秒尺度时间分辨率的探测器提供了一种新的途径。
2016-01-26 physics.optics physics.plasm-ph
Giant half-cycle attosecond pulses
半周期皮秒脉冲已经从薄的光电导体中产生，当在表面上施加电场并通过短激光脉冲接通传导时。然后，晶片平面中的横向电流沿法线方向发射半周期脉冲，并且已经观察到持续时间为500 fs和峰值电场为1 e6 V/m的脉冲。在这里，我们表明，单半周期脉冲的持续时间为50和高达1 e13 V/m时，可以产生强烈的几个周期的激光脉冲照射双箔靶。聚焦到超薄箔上，所有电子都被吹出，形成一个均匀的相对论电子片。第二层，放置在后面一定距离处，反射驱动光束，但让电子直接通过。在斜入射下，束反射提供横向电流，其发射强烈的半周期脉冲。这样的脉冲甚至可以把更重的原子完全淹没。新型的阿秒泵浦探测实验将成为可能。
2011-11-10 physics.optics physics.plasm-ph
Filamentation-Assisted Isolated Attosecond Pulse Generation
本研究提出丝化辅助的孤立阿秒脉冲产生机制，利用半无限气池中激光丝化的时空整形与相位匹配效应，在多种气体中实现稳定高对比度的超短阿秒脉冲，为阿秒科学与后压缩技术发展提供新路径。
2024-12-09 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Single attosecond XUV pulse source via light-wave controlled relativistic laser-plasma interaction: Thomson Back Scattering Scheme
ELI ALPS, ELI-HU Non-Profit Ltd.（欧洲强激光基础设施阿尔普斯分部，匈牙利非营利有限公司）；Institute of Physics, University of Szeged（塞格德大学物理研究所）；Pasqal（帕斯卡尔）
通过优化驱动激光波形生成单个相对论电子层，实现可控的阿秒脉冲源，用于超快现象研究。
2025-08-19 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
