Theoretical analysis of supercontinuum and colored conical emission produced during ultrashort laser pulse interaction with gases
我们使用一个概念上的新方法，自聚焦的理论建模中，我们集成了衍射和几何光学，以解释和预测发射的白光和彩色环观察超短激光脉冲相互作用。在我们的方法中，激光束传播通过混合线性麦克斯韦方程的解和代表非线性场扰动的校正项来描述，该扰动用近轴射线光学（程函）方程表示。没有试图通过使用复杂的数学模型来创建穷举处理的外观。相反，重点放在优雅的配方导致基本的物理理解，并最终，一个准确的实用的数值模型，能够模拟白光的产生和锥形发射的彩色环周围的灯丝。
2013-07-17 physics.optics
Effect of intense, ultrashort laser pulses on DNA plasmids in their native state: strand breakages induced by {\it in-situ} electrons and radicals
在暴露于强度为1-12 TW cm $^{-2}$的超短激光脉冲（820 nm波长，45 fs脉冲持续时间，1 kHz重复率）产生的强场的水性介质中，DNA质粒pBR 322和pUC 19中诱导单链断裂。强场产生{ \it in situ}电子和自由基，其诱导超螺旋DNA转化为松弛DNA，其程度被量化。引入电子和自由基清除剂抑制DNA损伤;结果表明，OH自由基是DNA损伤的主要（但不是唯一）原因。
2011-02-15 physics.bio-ph physics.chem-ph physics.med-ph
Generation of Intense Deep-Ultraviolet Pulses at 200 nm
本文提出通过级联和频与色散控制，在硼酸钡晶体中利用800 nm飞秒脉冲产生200 nm、48 fs、130 μJ的强深紫外脉冲，为超快光谱与强场物理等提供高能超短光源。
2025-07-03 physics.optics
Interaction of intense ultrashort laser pulses with solid targets: A systematic analysis using first-principles calculations
提出多尺度 Maxwell-TDDFT 第一性原理方法，模拟强超短激光脉冲在 50–200 nm 金属与介电薄膜中的传播和电子响应，揭示多种非线性光学转变机制。
2024-01-24 physics.optics
Coherence as ultrashort pulse train generator
强烈的，良好控制的规则光脉冲序列开始在物理学的许多领域发挥关键作用。我们从理论上证明了一种非常简单和强大的技术，用于从在色散热气体介质中传播的连续探测波产生这样的周期性超短脉冲。
2010-07-08 physics.optics quant-ph
Maxwell-Vlasov-Uehling-Uhlenbeck (VUU) Simulation for Coupled Laser-Electron Dynamics in a Metal Irradiated by Ultrashort Intense Laser Pulses
National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)（量子科学技术研究开发机构）；The University of Tokyo（东京大学）；NTT Corporation（日本电报电话公司）
本文基于Vlasov方程扩展了半经典方法，引入Vlasov-Uehling-Uhlenbeck方程以考虑动态电子-电子散射，并耦合麦克斯韦方程描述激光脉冲传播，研究了铝中能量吸收与传输。
2025-02-05 physics.optics physics.plasm-ph
Ultrafast energy absorption and photoexcitation of bulk plasmon in crystalline silicon subjected to intense near-infrared ultrashort laser pulses
研究了12 fs近红外激光脉冲辐照下体硅的非线性响应和能量吸收。根据激光强度，我们区分两个制度的非线性吸收的激光能量：低强度，能量沉积和光电离涉及微扰三光子跃迁通过硅的直接带隙。对于接近和高于10 $^{14}$ W/cm $^2$的激光强度，对应于10 $^{22}$ cm $^{-3}$量级的光生载流子密度，我们发现由于体等离子体共振的激发，在近红外波长处的吸收大大增强。在这种情况下，能量转移到电子超过几倍的热熔化阈值的Si。的光激发固体的光学反射率被发现与现有的实验数据有很好的定性协议。特别是，该模型预测的光激发的Si的反射率曲线作为激光能量密度的函数的主要特征是由与泡利不相容原理和Drude自由载流子响应相关联的状态和带填充之间的竞争。的光激发固体的非线性响应也研究了硅与序列的两个强的和暂时的非重叠的脉冲的照射。两个脉冲的累积效应在沉积能量方面是非加性的。由于自由载流子的吸收，第二脉冲前沿的光电离和能量吸收大大增强。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Attosecond Magnetic Field Pulse Generation by Intense Few Cycle Circularly Polarized UV Pulses
预测了由强的几个周期的圆偏振紫外光脉冲产生的强阿秒磁场脉冲。利用H $_2^+$的含时薛定谔方程的数值解研究了动力学过程。螺旋阿秒圆形电子波包是以纳米分子尺寸产生的，从而产生几十特斯拉（$10^5$高斯）的磁场。模拟结果表明，感应磁场是严格依赖于脉冲波长$λ$和脉冲持续时间$nτ$（$n$周期数）的经典模型预测。对于超短周期的圆偏振阿秒脉冲，分子取向会影响垂直于分子轴的优先电离所产生的感应磁场。
2013-07-10 physics.atom-ph physics.optics
Molecular symmetry effects in the ionization of CS$_2$ by intense, few-cycle laser pulses
强烈的800 nm的光的几个周期的脉冲被用来探测电离和解离的二硫化碳的强度和时间制度，预计再散射占主导地位的激光分子相互作用。再散射电子的波包破坏性地干扰CS $_2^+$的反键$π$ -轨道，使得再散射被有效地“关闭”。增强电离被“关闭”在超短域的直接签名也得到了。因此，解离成为一个几乎不存在的通道时，使用几个周期的脉冲，只有长寿命的单，双，和三重电荷的分子离子占主导地位的质谱。少周期光脉冲有助于揭示量子力学决定的分子对称性有助于强场分子电离。
2008-01-14 physics.atom-ph physics.optics
Classical versus quantum views of intense laser pulse propagation in gases
研究了强激光脉冲在原子气体中传输的简化模型的行为。我们考虑的模型纳入电离，蓝移，和其他非线性传播效应在从头算的方式，明确考虑到微观电子动力学。数值模拟了超短线偏振和椭圆偏振激光脉冲在实验相关传输距离上的传输。我们比较的行为的模型中的电子被处理的经典与那些他们被处理量子力学。一个经典的等价的基态被发现，这最大限度地提高了单原子电离概率的激光强度的函数的量子和经典的预测之间的协议。我们表明，这转化为定量协议之间的量子和经典模型的激光场演化过程中通过气体的基态原子的传播。利用这一协议提供了一个经典的角度在线性极化领域的低次和高次谐波的产生。此外，我们还利用二维模型证明了近线偏振脉冲的偏振稳定性。
2019-01-18 nlin.CD physics.atom-ph physics.optics
Single-cycle megawatt terahertz pulse generation from a wavelength-scale plasma oscillator driven by ultrashort laser pulses
太赫兹光谱和成像技术的巨大应用对太赫兹光源的参数提出了不同的要求。提出了一种利用超短强激光脉冲斜入射到厚度为几个太赫兹波长的细长等离子体板上产生单周期强太赫兹脉冲的新方案。这是通过在等离子体板中驱动大振幅电子等离子体波，从而在等离子体表面产生净瞬态电流而实现的。理论和模拟结果表明，这种太赫兹源能够提供兆瓦级的功率和MV/cm的场强，这可能为非线性太赫兹科学和应用开辟新的视野。
2007-02-01 physics.optics physics.plasm-ph
Spatio-temporal Evolution Dynamics of Ultrashort Laguerre-Gauss Vortices in a Dispersive and Nonlinear Medium
由光的轨道角动量（OAM）引入的附加自由度已经彻底改变了各种技术应用。具有OAM的光脉冲在扭曲阿秒脉冲的产生、超快光谱学、通信、高次谐波产生以及许多其他物理领域中具有应用。本文利用非线性包络方程（NEE）数值研究了色散非线性介质中超短拉盖尔高斯（LG）涡旋的传播动力学。在一定的脉冲功率下，观察到超短LG涡旋在其亮焦散面上随时间的不对称分裂。非对称分裂的起源是时空聚焦。我们还观察到超短LG涡旋在脉冲中心（脉冲帧中t=0）的空间演化和在亮焦散处的时间演化是非常相似的。在谱域中，形成振荡结构，并且在一定的峰值功率之上，我们观察到具有更强烈的较低频率分量的新频率分量的产生。
2022-05-07 physics.optics
Filamentation of ultrashort laser pulses in silica glass and KDP crystal: A comparative study
利用单向脉冲传输程序研究了800 nm飞秒激光脉冲在石英玻璃和磷酸二氢钾（KDP）晶体中的传输。在熔融石英中的成丝进行了比较，在KDP占缺陷态和电子空穴动力学的存在下，光的自沟道。在KDP中，激光脉冲产生具有高达200 TW/cm $^2$的更高钳位强度的强细丝和具有高于$10^{16}$ cm $^{-3}$的电子密度的更长等离子体通道。尽管有这些差异，在二氧化硅和KDP中的传播动力学几乎是相同的输入功率超过自聚焦的临界功率的相等比率。
2014-05-16 physics.optics
All-optical Control of the Propagation of Intense Laser Light in Condensed Media
我们通过实验证明了在强超短激光脉冲通过氟化钡和蓝宝石等晶体的传播过程中发生的光学控制。通过旋转入射激光辐射的偏振平面来进行控制，并通过六光子吸收诱导的荧光直接可视化在体中的双折射来证明，同时，通过探测所产生的白光的光谱和空间特性来证明。
2006-08-09 physics.optics physics.plasm-ph
Tunable ultrabroadband hybrid THz emitter combining a spintronic THz source and a GaSe crystal
提出基于自旋太赫兹发射器与GaSe非线性晶体的混合太赫兹发射器概念，通过参数调节实现1至40 THz无间隙超宽带光谱和32 fs超短脉冲，并展示载波包络相位的简便可调性。
2023-10-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Energy transfer from intense laser pulse to dielectrics in time-dependent density functional theory
采用基于含时密度泛函理论（TDDFT）的第一性原理计算方法，研究了超短强激光脉冲在单晶硅、硅、金刚石和$α$ -石英中与电子的能量传递过程.依赖于频率以及激光脉冲的强度进行了详细检查，与Keldysh理论进行比较。尽管Keldysh理论可靠地再现了TDDFT计算的主要特征，但我们发现两种理论的结果之间存在一些偏差。的差异的起源进行了详细的研究。
2018-07-08 physics.optics
Ensemble properties of charge carriers injected by an ultrashort laser pulse
强超短激光脉冲在透明固体中产生的载流子的平均有效质量随着激发机制从多光子跃迁转变为带间隧穿而显著增加。我们从理论上研究了几种晶体和半导体的这种现象。以金刚石为代表的电介质，详细分析了激光作用下其光学性质的变化。当自由载流子浓度较高时，我们发现平均有效质量不仅控制带内电荷载流子输运，而且控制带间对光学响应的贡献。我们观察到，激发诱导的双折射是特别大的参数，其中等离子体响应补偿的线性响应的未扰动固体。
2018-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Generation of intense terahertz radiation by two-color filamentation of laser pulses with different wavelengths
从理论上研究了不同波长的超短激光脉冲双色叠加产生太赫兹辐射。我们考虑的波长范围从0.6到10.6 $μ$ m，从而涵盖了整个范围内的现有和未来的强大的激光源在近，中和远红外。我们展示了不同的参数的双色灯丝和产生的太赫兹脉冲取决于激光波长。我们证明，有一个最佳的激光波长为双色荧光，提供了最高的太赫兹转换效率，并在非常强烈的单周期太赫兹场的产生结果。
2018-08-17 physics.optics
Adaptively measuring the temporal shape of ultrashort single photons for higher-dimensional quantum information processing
光子是电磁场的特定时空模式的单次激发。因此，模式结构的精确知识对于其处理和检测以及将通用量子光态应用于新技术至关重要。在这里，我们展示了一个自适应方案重建任意振幅和相位的超短单光子脉冲的频谱时间轮廓。该方法结合了超快相干控制和量子光学领域的技术，将脆弱的量子态的模式映射到强相干场的模式上。此外，我们表明，产生和检测量子态在多个光谱时间模式的可能性，可以作为编码量子位（和qudits）到单个，宽带，超短，光子的基础。该方案提供了对更大的希尔伯特空间的访问，可以提高当前量子信息协议的容量。
2011-11-30 physics.optics quant-ph
Coherent control of optical four-wave mixing by two-color $ω$-$3ω$ ultrashort laser pulses
报道了在中心频率分别为$ω$和$3ω$的两束同步飞秒强激光脉冲驱动下，二能级系统中光相干四波混频相互作用的量子控制理论研究.通过在时域中数值求解超越慢变包络和行波近似的完整Maxwell-Bloch方程，发现在频率$5ω$处与光场的非线性耦合严重依赖于两个传播脉冲的初始相对相位$ϕ$;当脉冲在中心相长干涉时，（$ϕ=0$），而当它们异相时（$ϕ=π$）几乎被抑制。对同步传输的$ω$ - $3ω$飞秒脉冲的不同频率分量的初始绝对相位进行调谐可以作为控制相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）过程的一种手段。
2004-11-04 physics.optics
Resolving ultrahigh-contrast ultrashort pulses with single-shot cross-correlator at the photon noise limit
在强激光强场物理实验中，激光脉冲峰值与噪声基底之间的时间对比度的单次诊断至关重要。这允许快速优化脉冲对比度，并与每个脉冲的理论进行有意义的比较，它可以帮助清洁激光等离子体相互作用的新结果。到目前为止，高达~10^10的高对比度，目前的拍瓦（PW）级激光器所需的，已在生成和单次拍摄表征。然而，计划中的200-PW激光器所需的10^13的对比度对强激光技术提出了挑战，并且仍然是一个悬而未决的问题。本文报道了第一次演示这样一个超高对比度的测量，采用单次互相关（SSCC）。我们介绍了一种超快的方法，使确定SSCC的检测限。我们的策略模仿测试激光具有已知的时间到空间映射的测量框架中的对比度。最终的对比度测量极限为10^13，这对应于SSCC损伤阈值设置的最高脉冲强度和单光子探测设置的最低噪声基座。因此，在检测中观察到光子噪声，并且随着噪声基座的减小而增加。在光子噪声极限的测量能力被施加到一个高对比度的激光系统的基础上的二次谐波产生和光学参量啁啾脉冲放大，建议访问的高对比度脉冲。
2021-02-25 physics.optics
Electron Excitation Probability in Dielectrics under Two-color Intense Laser Fields
本文针对双色强激光场下介质电离动力学计算代价高的问题，推导出电离率解析表达式，并以α-石英的TDDFT计算为基准验证了其定性准确性，为强场相互作用预测提供了高效替代方法。
2025-06-13 physics.atom-ph physics.optics physics.plasm-ph
Higher-order Kerr terms allow ionization-free filamentation in gases
我们发现，高阶非线性指数（$n_4$，$n_6$，$n_8$，$n_{10}$）提供了主要的散焦贡献的超短激光脉冲在空气和氩气中的自沟道在800 nm处，在与先前接受的机制，其中等离子体被认为是占主导地位的散焦过程。他们的考虑允许复制实验观察到的强度和等离子体密度在自导向丝。
2010-11-06 physics.optics
How do spins interact coherently with ultrashort laser pulses ?
我们研究了飞秒激光脉冲与自旋的相互作用，包括相对论修正。在类氢原子精细结构的八个能级上，计算了一个电子在磁场中的抽运-探测组态下的磁光时序信号.我们的模拟解释了最近报道的Ni和CoPt 3铁磁薄膜中强激光脉冲激发铁磁体的相干磁光响应和超快自旋动力学的起源。我们的详细分析可以确定相干自旋-光子相互作用和自旋动力学各自的作用，解开最近关于激光诱导超快磁化动力学的争议。
2011-12-30 cond-mat.other cond-mat.str-el physics.optics
Twisting harmonics: Transfer of orbital angular momentum in solid-state high-harmonic generation
ELI-ALPS, ELI-Hu Non-Profit Ltd.（极端光基础设施激光平台，匈牙利非营利有限公司）；Theoretisch-Physikalisches Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学理论物理研究所）；Laboratoire Photonique Numérique et Nanosciences (LP2N), UMR 5298, CNRS-IOGS-Université Bordeaux（数字光子学与纳米科学实验室（LP2N），UMR 5298，法国国家科学研究中心-高等光学学院-波尔多大学）；Centro de Investigaciones en Óptica, A.C.（光学研究中心）；School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology（上海理工大学光电信息与计算机工程学院）；Zhejiang Key Laboratory of 3D Micro/Nano Fabrication and Characterization, Department of Electronic and Information Engineering, School of Engineering, Westlake University（西湖大学工学院电子与信息工程系三维微纳制造与表征浙江省重点实验室）；International Institute for Sustainability with Knotted Chiral Meta Matter (WPI-SKCM2), Hiroshima University（广岛大学结型手性超材料可持续国际研究所（WPI-SKCM2））；Helmholtz-Institut Jena（耶拿亥姆霍兹研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（德国重离子研究中心亥姆霍兹有限公司）
本研究通过高强度短脉冲结构光驱动固态高次谐波生成，展示了轨道角动量的相干转移，揭示了其在非线性过程中的守恒特性，为角动量控制及量子技术发展提供新方法。
2026-01-19 physics.optics
A bright point source of ultrashort hard x-rays from laser bioplasmas
微米和纳米结构散射光并非常有效地放大局部电场。能量入射为强烈的超短激光脉冲可以转换为x射线和热电子更有效地与基板，适当地修改局部领域。在这里，我们表明，涂覆一个普通的玻璃表面与几微米厚的层的一种无处不在的微生物，{ \it大肠杆菌}，弹射硬X射线韧致辐射发射（高达300千电子伏）的亮度超过两个数量级，在入射激光强度为10 $^{16}$ W cm $^{-2}$。这种增加的产率归因于单个{ \it E. coli}细胞，并通过详细的粒子模拟（PIC）再现。激光等离子体和生物靶的这种组合可以导致交钥匙，数千赫兹和环境安全的硬x射线源。
2010-06-28 physics.optics physics.plasm-ph
Resonance fluorescence in ultrafast and intense x-ray free-electron-laser pulses
共振荧光的光谱是针对由强的超短X射线脉冲激发的二能级系统计算的，所述超短X射线脉冲例如由诸如直线加速器相干光源的自由电子激光提供。我们允许内壳层孔衰减宽度和破坏系统的进一步光电离。这种两能级描述被用来模拟氖阳离子在848 eV处被调谐到1 s 2 p-1 -> 1 s-1 2 p跃迁的x射线强烈驱动; x射线诱导拉比振荡，其速度如此之快以至于它们与Ne 1 s空穴衰变竞争。我们预测两种不同的情况下的共振荧光光谱：第一，混沌脉冲的自放大自发发射原理的基础上，像那些目前产生的X射线自由电子激光设施，第二，高斯脉冲，这将成为在可预见的未来与自播种技术。作为一个例子，令人兴奋的机会，从使用播种的方法，我们预测，尽管有上述障碍，区分在X射线频率的共振荧光光谱中的拉比跳动的清晰签名的可能性。
2012-09-11 physics.atom-ph physics.optics
Deterministic strong-field quantum control
利用瞬态吸收光谱对超短脉冲与物质相互作用的全振幅和全相位特性，研究了强场量子态控制。使用一系列强延迟脉冲，其参数被定制以将系统引导到期望的量子态。我们展示了如何通过从可观测光谱中检索光-物质相互作用的所有量子特征来实验实现这种优化。这提供了强场对原子系统作用的完整表征，包括对可能未知的脉冲性质和原子结构的依赖性。该计划的精度和鲁棒性进行了测试，在周围的原子水平的存在下，影响系统的动态。
2016-09-21 physics.atom-ph physics.optics
Efficient Generation of Intense Broadband Terahertz Pulses from Quartz
强太赫兹（THz）脉冲有助于观察各种非线性光学效应和操纵材料特性。在这项工作中，我们报告了一种方便的方法，可以产生强大的宽带太赫兹脉冲与中心频率可调2-4太赫兹之间。利用倾斜波前超短脉冲泵浦廉价石英晶体，可以获得脉冲能量为1.2微焦耳的相干太赫兹光源。由于石英晶体具有宽的透明光谱窗口和高的损伤阈值，理论分析和实验结果表明，石英晶体的光整流效率与LiNbO_3晶体相当，但覆盖的光谱范围要宽得多。该工作不仅为1 THz以上的非线性THz光谱研究提供了急需的光源，而且为光学频率转换用非线性光学晶体的选择提供了一条可供选择的途径。
2022-11-07 physics.optics
Crossover from non-thermal to thermal photoluminescence from metals excited by ultrashort light pulses
本文针对超短光脉冲激发金属纳米结构的光致发光，提出综合理论框架并结合实验，区分了非热发射与热发射在光谱和电场依赖性上的特征，揭示了非热发射主要出现在中等偏高光照强度且电子温度接近室温的早期阶段。
2023-04-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Extreme nonlinear Raman interaction of an ultrashort nitrogen ion laser with an impulsively excited molecular wavepacket
本文报道了相干激发CO_2分子的58阶级联转动喇曼散射。利用飞秒强激光脉冲激发转动相干和飞秒激光诱导N_2^+激光产生级联拉曼信号，获得了高阶拉曼散射，产生了600多个边带的准周期频率梳。新的配置允许这个实验进行与一个单一的飞秒激光束在自由空间的对峙位置。结果表明，N2 ^+激光的特殊谱时结构、飞秒激光与N2+激光的理想空间重叠以及分子排列的导向效应是拉曼信号有效展宽的原因。由于分子旋转波包的周期性复苏，2000 cm^-1以上的拉曼光谱自然对应于飞秒脉冲训练。
2019-10-30 physics.optics
Controllable ultrabroadband supercontinuum during twocolor femtosecond laser filamentation in high pressure gases
V. E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院大气光学研究所）；Institute of spectroscopy RAS（俄罗斯科学院光谱研究所）
本研究通过实验揭示高压气体中双色飞秒激光成丝的超连续谱动态调控机制，发现多丝化导致复杂光谱依赖及原子与分子气体差异，为可控超短脉冲产生提供新途径。
2026-09-09 physics.optics
Effect of Power Losses on Self-Focusing of High Intensity Laser Beam in Gases
利用傍轴近似理论研究了超短脉冲激光束外围的功率损耗和激光诱导等离子体产生的时间分辨离焦。我们的分析包括考虑空间分布的激光束辐照度和结果表明，大量的功率损失（10%-80%）发生从光束周边限制长度的灯丝。研究还表明，一般认为的自聚焦临界功率概念与空间分布激光束自折射的考虑是不一致的。提出了一个新的自聚焦判据和多重聚焦假设。
2013-02-04 physics.optics
A finite-difference model for intense light interactions with dielectrics in the ultrafast ionization regime
Max Born Institute（马克斯·玻恩研究所）
本文提出一种高效模型，研究强激光脉冲与透明材料在强电离 regime 中的相互作用，通过自洽描述电离和碰撞等离子体动力学，解决麦克斯韦方程并研究超快形成过临界纳米等离子体。
2026-03-19 physics.optics physics.plasm-ph
Cascaded acceleration of proton beams in ultrashort laser-irradiated microtubes
提出了一种利用超短激光辐照微管的级联离子加速方案。当强激光脉冲将微管中的电子吹走时，在微管中沿轴向和径向都形成了强的电荷分离电场。通过控制激光脉冲与沿微管轴向注入的预加速质子束之间的时间延迟，我们证明了在激光辐照的微管中，瞬时轴向电场可以进一步加速质子束。此外，注入质子束的准直性可以通过向内的径向电场来增强。数值模拟表明，这种级联离子加速方案即使在非相对论激光强度下也能有效地工作，并且可以应用于能量范围为1 ~ 100 MeV的注入质子束。因此，它特别适合于级联加速质子到更高的能量。
2017-10-07 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Nanostructures and enhanced absorption in intense laser interaction with matter: effect of laser prepulses
硬X射线发射（20 - 200千电子伏）从等离子体产生的强激光脉冲纳米粒子涂层的目标相比，从光学抛光的目标。研究了不同预脉冲条件下纳米粒子对产额的增强作用。据观察，当纳米颗粒涂覆的靶用强度大于10^13 W/cm ^2的预脉冲照射时，增强降低。当预脉冲强度超过10^14 W/cm ^2时，增强完全消失。这归因于在主脉冲到达之前在纳米颗粒上形成预等离子体，随后进行结构修饰。有人建议，高对比度的超短脉冲是必不可少的纳米粒子作为产量增强剂。
2005-06-03 physics.optics physics.plasm-ph
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
Deep-UV to mid-IR supercontinuum generation driven by mid-IR ultrashort pulses in a gas-filled fiber
基于超短脉冲压缩的超连续谱（SC）产生是最有前途的技术之一，可用于光谱学和显微镜等应用的超宽带、高亮度和空间相干光源。在这里，多倍频程SC代充气空芯反谐振光纤（HC-ARF）的报告跨越从200 nm的深紫外（DUV）到4000 nm的中红外（中红外）。在第一反共振透射窗口中心波长（2460 nm）处，用~100 fs的脉冲泵浦，注入能量为~7-8 μJ，测得平均输出功率为5 mW。极端光谱展宽背后的机制依赖于强烈的孤子-等离子体非线性动力学，这导致有效的孤子自压缩和相位匹配的色散波（DW）在DUV区域的发射。在275 nm处观察到最强的DW，其估计的脉冲能量为1.42 μJ，对应于总输出能量的28.4%。此外，改变泵浦脉冲能量和气体压力的非线性动力学的效果和他们的直接影响SC产生的影响进行了研究。目前的工作铺平了一条新的道路，以气体为基础的超快非线性光学在新兴的中红外光谱制度的新的调查。
2018-05-09 physics.optics
Influence of longitudinal chromatism on vacuum acceleration by intense radially polarized laser beams
我们报告与单粒子模拟的纵向色差，一种常见的时空耦合在超短激光脉冲，可以有一个显着的影响，通过高功率，紧聚焦径向偏振激光束的电子的纵向加速。这种效果可能是有利的，并且当与小的时间啁啾值组合时甚至更有利。然而，当纵向色差的幅度和符号不理想时，即使在非常小的幅度下，该效果也可以是高度破坏性的。这激发了驱动激光脉冲的表征和理解，并进一步研究类似的低阶时空耦合对这种加速的影响。
2019-06-17 physics.acc-ph physics.optics
Transmission spectroscopy of CF$_4$ molecules in intense x-ray fields
本文利用欧洲XFEL强X射线脉冲结合透射光谱技术，研究了CF$_4$分子在多光子吸收下的超快碎裂动力学，实现了对瞬态氟原子和离子的脉冲内观测，并通过等吸光点揭示了分子到带电碎片的转变。
2024-07-05 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Extreme high field plasmonics: electron acceleration and XUV harmonic generation from ultrashort surface plasmons
综述了超短强激光与光栅靶相互作用激发传播表面等离子体激元的实验研究。在超过目标上的$10^{19}~\mbox{W cm}^{-2}$的强度下，即在电子动力学的强相对论性区域中，多MeV电子被SP场加速为在近切线方向上准直的密集聚束。通过使用合适的闪耀光栅，聚束电荷可以增加到高达$\simeq $ 660皮库仑。当利用可控预脉冲在靶表面产生亚微米尺度的等离子体时，观察到强烈的XUV高次谐波（HH）被光栅衍射。当SP被激发时，HH在准平行于电子的方向上被强烈增强。模拟结果表明，HH是由散射激光场的电子在SP场中的纳米聚束增强的。除了静态和动态剪裁的目标密度分布，电子和HH发射的进一步控制可能会实现通过改变SP持续时间使用激光脉冲旋转波前。后一种技术可能能够产生几乎单循环的SP。
2019-03-15 physics.optics physics.plasm-ph
Two-photon resonant excitation of interatomic coulombic decay in neon dimers
最近的可用性强，超短极紫外光源打开了可能性，调查超快电子弛豫过程中的物质在一个前所未有的制度。在这项工作中，我们报告的双光子激发的原子间库仑衰变（ICD）的氖二聚体使用的自由电子激光FERMI@Elettra提供的可调谐强脉冲的观察。FERMI的独特特性（窄带宽，光谱稳定性和可调谐性）允许人们共振激发特定的电离路径，并观察到由库仑爆炸产生的离子产率的ICD机制的清晰签名。用\emph{ab initio}电子结构和核动力学计算解释了实验结果。
2019-02-26 physics.atom-ph physics.optics
Conversion of intense laser pulses into electromagnetic fields with use of extended targets
本文研究激光驱动电流放电脉冲在扩展靶中传播产生电磁场的效应，通过数值模拟分析其与靶的相互作用及转化，探究放电参数对电磁场的影响，为强电磁场产生提供理论依据。
2024-11-30 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Boosting terahertz generation in laser-field ionized gases using a sawtooth wave shape
利用飞秒双色脉冲电离惰性气体产生等离子体可以产生宽带超短太赫兹脉冲。在这里，我们证明，通过使用多频激光脉冲，可以获得一个波形，优化自由电子的轨迹，以这样一种方式，他们达到最高的速度在电场极值。这允许将THz转换效率提高到百分比水平，这是气体中THz产生的前所未有的性能。除了使用本地电流模型的太赫兹产生的分析研究，我们进行全面的三维模拟占传播效应，证实了这一预测。我们的研究结果表明，通过隧道电离的太赫兹转换可以大大提高与精心设计的双脉冲。
2014-12-16 physics.optics physics.plasm-ph
Compton Process in Intense Short Laser Pulses
利用强场量子电动力学框架计算了电子与强激光束散射时的康普顿辐射谱。我们将这些强激光束模拟为有限长度的平面波前沿脉冲，类似于Neville和Rohrlich [Phys. Rev. D { \bf 3}，1692（1971）]，或模拟为这样的脉冲串。康普顿光子的能量和角分布的表达式推导出，这两种情况的比较变得有意义。比较了孤立激光脉冲和激光脉冲训练序列的频率分布，发现对于长脉冲持续时间的结果非常一致，而对于超短激光脉冲，结果却很不一致。还研究了发射辐射的角分布对脉冲持续时间的依赖性。对于很短的激光脉冲，角分布明显不对称，这种不对称随着激光场振荡次数的增加而逐渐消失。这些不对称性归因于描述入射激光束的矢势的不对称性。
2012-06-05 hep-ph physics.acc-ph physics.optics
Time-dependent density functional theory for interaction of ultrashort light pulse with thin materials
本文基于第一性原理含时密度泛函理论，对超短光脉冲作用于薄材料进行了全面的理论描述。作为最精细的方案，我们开发了一个微观描述解决麦克斯韦方程组的光电磁场和时间依赖的Kohn-Sham方程的电子动力学同时在时域中使用一个共同的空间网格。我们称之为微观Maxwell-TDDFT方案。我们测试这种方案的硅薄膜的各种厚度，从几个原子层到几十纳米。我们发现，微观Maxwell-TDDFT方案提供了一个令人满意的描述，结合电子结构的薄膜在第一性原理水平，在表面的电磁场的多次反射，和非线性光-物质相互作用时，入射光脉冲是强的。然而，随着厚度增加，计算变得昂贵。然后，我们考虑两个极限情况下，非常薄和足够厚的薄膜和开发近似计划。对于包含二维原子层材料的极薄情形，发展了二维宏观电磁学：对于弱场引入二维磁化率，对于强场导出时间演化方程。对于足够厚的膜，微观麦克斯韦TDDFT计划预计将符合利用普通宏观电磁的描述。我们在数值上证实它比较计算结果：对于弱场，比较与使用体介电磁化率的描述。对于强场，与作者小组以前发展的多尺度Maxwell-TDDFT格式进行了比较。
2018-10-19 physics.optics
Attosecond Lighthouses
由超短脉冲组成的相干光束现在越来越多地用于不同的科学领域，从时间分辨光谱学到等离子体物理。即使在简单的光学元件的作用下，这些光束的空间特性也会随着光脉冲的持续时间而变化。在这封信中，我们将展示如何利用这种时空耦合的电磁场来产生阿秒灯塔，即发射一系列孤立的阿秒脉冲的源，以角度分离的光束传播。这种非常普遍的效应不仅为新一代阿秒光源开辟了道路，特别适用于泵浦-探测实验，而且还为超快计量提供了一种强大的新工具，例如直接获得激光场振荡相位相对于脉冲包络的波动，即使是最强的超短激光束的焦点。
2011-08-29 physics.optics
1720nm-1800nm tunable chirped pulse amplification based on thulium-doped fiber
本文提出基于单模掺铥光纤的1720–1800 nm可调谐CPA系统，在22.7 MHz下输出300–500 fs脉冲，功率为126–294 mW，可服务于生物医学成像与中红外产生。
2023-12-11 physics.optics
On the Saturation of the Nonlinear Refractive Index in Atomic Gases
针对飞秒光纤维中非线性折射率饱和和随后的强度钳位现象的起源一直存在争议的问题，通过数值求解含时薛定谔方程，研究了强超短激光脉冲在氢原子中诱导的原子非线性极化.特别强调的是在中心激光频率对应于800 nm波长的非线性偏振的有效建模。在这里，最近提出的模型的高阶克尔效应（HOKE）和两个版本的标准模型的飞秒双折射，包括多光子或隧道电离率，进行了比较。我们发现，周围的钳位强度的瞬时HOKE模型不再现从量子力学结果得到的非线性响应的时间结构。相反，标准模型中包含的非瞬时电荷贡献确保了合理的定量一致性。因此，所观察到的总电子响应的饱和的物理起源被证实主要是由自由或接近自由电子的贡献。
2013-01-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Ionization and Coulomb explosion of Xenon clusters by intense, few-cycle laser pulses
用峰值强度为5 $\times$ 10 $^{14}$ W cm $^{-2}$的800 nm超短强脉冲激光（12 fs，$\sim$ 4个光周期）辐照气相电子轰击$_n$团簇（$n$ =500- 25，000），以诱导多次电离和随后的库仑爆炸。爆炸离子的能量分布测量在几个周期的域，不允许足够的时间进行库仑驱动的膨胀的集群。这导致整体动态似乎与多周期制度中的动态有很大不同。一个表现是，测量到的最大离子能量比使用相同强度的较长脉冲时获得的能量低得多。离子产率是集群大小无关，但极化依赖于它们是显着更大的极化时，垂直于检测轴比沿it. This意想不到的行为是定性合理化的空间各向异性屏蔽效应引起的集群内的电子电荷云。
2010-06-09 physics.atm-clus physics.chem-ph physics.optics
Ultrashort filaments of light in weakly-ionized, optically-transparent media
现代激光源现在提供持续时间达到几个周期的超短光脉冲，超过焦耳水平的高能量和超过几太瓦（TW）的峰值功率。当这种脉冲通过光学透明介质传播时，它们首先在空间中自聚焦并增强强度，直到它们通过光电离产生稀薄的等离子体。对于自由电子密度和低于其击穿极限的束强度，这些脉冲演变为自我引导的对象，从克尔聚焦过程，介质的色散和电子等离子体的散焦作用之间的连续平衡。十年前发现的这种自沟道机制揭示了一种新的物理学，广泛扩展了非线性光学的前沿。其意义包括TW光束在大气中的长距离传输，超连续谱发射，脉冲缩短以及高次谐波产生。本文综述了近10多年来该领域的重大进展。特别强调的是奠定了理论建模的传播方程，其物理成分进行了讨论，从数值模拟。飞秒脉冲在气态或凝聚态材料中传播的差异被强调。还注意到了多重散射的不稳定性，广泛的，强大的光束，打破了小规模的细胞沿光路的能量分布，在恶劣的天气，他们的大锥形发射利用多污染物遥感，非线性光谱，并在空气中引导放电的可能性，最终解决的基础上的实验结果。
2006-12-06 physics.optics physics.plasm-ph
Generation of directed electron beams by tight focusing of an ultrashort IR laser in a near-critical plasma
INRS-EMT（国家研究研究所电磁技术研究所）；Infinite Potential Laboratories（无限潜能实验室）
通过在近临界等离子体中紧聚焦超短红外激光产生定向电子束，利用线极化和环极化脉冲更高效加速电子，并在低密度空气中实现多MeV电子束。
2025-09-25 physics.optics physics.plasm-ph
Control of the Onset of Filamentation in Condensed Media
强超短激光脉冲通过BaF $_2$和蓝宝石晶体等凝聚介质的传播导致细丝的形成。我们证明，可以通过旋转入射光的偏振平面来控制双折射的发生。我们通过六光子吸收诱导荧光直接观察BaF_2中的双折射，同时通过探测产生的白光的光谱和空间特性。
2007-08-09 physics.optics physics.plasm-ph
Deciphering Carrier Dynamics in Polycarbonate Following Excitation with Ultrashort Laser Pulses
本文以聚碳酸酯为对象，结合扩展理论模型与飞秒瞬态吸收光谱，解析超短激光激发下的载流子动力学，揭示了自陷激子能级、复合时间、非线性折射率及光学击穿阈值等关键参数。
2025-02-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
