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表征孤立阿秒脉冲的椭圆率
摘要： 我们提出并理论验证了一种单次测量方法，用于测量孤立阿秒脉冲（IAP）的椭圆率。通过求解含时薛定谔方程，我们计算了在任意偏振的IAP（该IAP被线偏振红外脉冲条纹化）作用下氩原子强场电离产生的光电子动量分布（PMDs）。研究表明，IAP的椭圆率被编码在PMDs中。我们获得了PMDs三个主瓣角位移与IAP椭圆率之间的线性关系，这为表征IAP的椭圆率提供了一种高效且稳健的方法。
关键词： 光电子动量分布，阿秒脉冲，椭圆偏振
更新于2025-09-23 15:23:52
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用双色线偏振激光辐照固体靶产生强圆偏振阿秒脉冲
摘要： 提出了一种利用相对论激光与固体相互作用产生强圆偏振（CP）阿秒脉冲的方法，该方法采用双色线偏振（LP）激光。通过调节不同谐波中双色驱动LP场的比例，可以控制所获阿秒脉冲的偏振、光子频率等特性，这比先前使用CP驱动激光的方法更简便高效。一维和二维粒子模拟均表明：当基频和第二谐波的双色LP激光强度分别为1.5×1022 W/cm2和6.4×1021 W/cm2时，可获得强度为1.4×101? W/cm2、脉宽约120阿秒的圆偏振极紫外阿秒脉冲，该脉冲可用于材料磁性与手性特性的探测。
关键词： 相对论性激光-固体相互作用、阿秒脉冲、双色线偏振激光、圆偏振、极紫外脉冲
更新于2025-09-23 15:21:01
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非线性光学 || 超快与强场非线性光学
摘要： 目前，超短激光脉冲物理学备受关注。最新研究进展已能产生持续时间约1阿秒量级的激光脉冲（Hentschel等，2001）。超短脉冲可用于探测物质在极短时间尺度上的特性。在非线性光学领域，超短激光脉冲至少因两个独立原因而具有重要研究价值：首先，使用超短激光脉冲往往深刻改变非线性光学相互作用的本质——这部分源于此类脉冲必然伴随的宽光谱带宽。本章接下来两节将探讨由此产生的非线性光学相互作用性质变化；其次，超短激光脉冲通常具有极高峰值强度（因为激光脉冲能量往往受限于激光增益介质的能量存储能力），因而短脉冲比长脉冲具有更高峰值功率。本章后半部分将系统介绍可由极强激光场激发的各类非线性光学过程。
关键词： 阿秒脉冲、超短激光脉冲、高峰值强度、光谱带宽、非线性光学
更新于2025-09-23 15:21:01
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双色激光等离子体相互作用产生的巨型孤立阿秒脉冲
摘要： 研究发现，双色（ω；2ω）激光与纳米级箔片相互作用存在一种新机制，该机制能产生极强且孤立的阿秒脉冲——即使采用多周期激光也能实现。当激光强度超过击穿场强（即足以使电子完全脱离离子背景）时，加入二次谐波场可使箔片稳定性维持至击穿强度。随后会出现向透明态的急剧转变，该过程基本在一个光学周期内完成。在此转变周期中，致密的纳米级电子团块被加速至相对论速度，并发射出单个高强度阿秒脉冲，其峰值强度接近激光场强度。
关键词： 双色激光、激光-等离子体相互作用、阿秒脉冲、相干同步辐射发射
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用种子自由电子激光器进行阿秒脉冲整形
摘要： 阿秒脉冲是研究价电子和芯层电子在其自然时间尺度上动力学行为的关键工具1-3。迄今为止，阿秒波形的可重复产生与表征仅能通过高次谐波产生过程实现4-7。虽然已有多种阿秒波形整形方法被提出，包括金属滤光片8,9、多层反射镜10以及驱动场调控11，但这些方案均无法灵活操控阿秒波形的时间特性，且受限于高次谐波产生过程的低转换效率。相比之下，自由电子激光器能输出能量达数十微焦至数毫焦的飞秒极紫外及X射线脉冲12,13。近期实验表明其可产生亚飞秒尖峰，但时间特性存在逐次脉冲波动14-16。本研究报道了采用种子型自由电子激光器实现高能量（微焦量级）阿秒波形的可重复产生17。我们结合阿秒脉冲串谐波分量的振幅与相位调控技术，开发了其时间重建方法。该成果为利用自由电子激光器开展阿秒时间分辨实验开辟了新途径。
关键词： 高阶谐波产生、阿秒脉冲、时间重建、自由电子激光
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过单向旋转激光场产生具有可调手性的近圆偏振阿秒脉冲
摘要： 提出了一种利用单向旋转激光场从CO分子产生具有可调手性的圆偏振阿秒脉冲的方法。研究发现，定向排列的CO分子可产生宽带圆偏振谐波超连续谱，从而在宏观层面实现椭圆率高达0.9的亚100阿秒孤立脉冲。此外，通过调节CO分子的取向可控制所产生高次谐波及阿秒脉冲的手性。该方法将有助于开展阿秒时间尺度上的手性特异性动力学和磁圆二色性研究。
关键词： 阿秒脉冲、可调谐螺旋度、高次谐波、旋转激光场
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用激光等离子体相互作用产生携带轨道角动量的强阿秒脉冲
摘要： 具有螺旋相位前沿的光束携带轨道角动量（OAM），为相干光束提供了额外的自由度。虽然OAM光束可通过相位板或光栅从高斯激光束轻松获得，但在极紫外（XUV）波段实现这一过程极具挑战性——尤其是对于高强度XUV的情况。本文通过理论与数值模拟证明：当相对论强度的圆偏振高斯光束（非涡旋光束）正入射靶材时，其本征动力学过程会自然产生携带OAM的高强度表面谐波。相对论性表面振荡通过著名的相对论振荡镜机制将激光脉冲转化为高强度XUV谐波辐射。研究表明，谐波产生过程的方位角与径向依赖性会将激光束的自旋角动量转化为轨道角动量，从而产生携带OAM的高强度阿秒脉冲（或脉冲串）。
关键词： 激光等离子体相互作用、轨道角动量、相对论振荡镜、极紫外光、阿秒脉冲
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 1微米波段高效率高能量少周期驱动源
摘要： 基于掺镱光纤放大器（YDFA）的高重复频率激光器的最新发展，为提高高次谐波产生（HHG）所生成相干极紫外（XUV）光源的重复频率（>100 kHz）铺平了道路。高重复频率HHG驱动源具有多重优势：可提升光子通量[1]、缩短研究分子动力学（如COLTRIMS技术）等符合测量实验的采集时间，并能通过光电子能谱与显微技术研究物质电子结构——该领域需采用低剂量以避免空间电荷效应[2]。迄今为止，绝大多数HHG研究与应用的重复频率仍受限于钛宝石激光器的低频段。常规钛宝石激光器输出中心波长λ=800 nm、脉宽20 fs的脉冲，单脉冲能量可达数百毫焦，但其平均功率通常难以突破10 W，导致HHG工作在低重复频率（≤10 kHz）区间。 当前最成熟且强大的超快光源技术当属平均功率超1 kW[3]并拥有众多工业应用的掺镱系统。然而YDFA光源约>200 fs的长脉宽限制了其在该领域的适用性。为此研究者采用非线性压缩方案成功降低脉宽，获得了迄今基于HHG光源报道中最高的XUV光子通量[1]。但若要实现亚三周期（1030 nm处<10 fs）的典型要求——该参数通常需结合选通技术获取孤立阿秒脉冲，则必须实施两级压缩[4]，这将使阿秒物理专用系统的能量效率降至YDA总能量的30%以下。 本研究展示了一种基于高能飞秒YDFA与混合式双级非线性压缩方案的二周期光源。多程腔级联大直径毛细管级的组合实现了48倍压缩率及61%的总透射率。据我们所知，这是目前演示的最高效、少周期、高能量且高重复频率的激光系统。该紧凑型装置占地仅1.8 m×1.0 m，在超过8小时的连续测试中稳定输出中心波长1030 nm的少周期脉冲串：150 kHz重复频率下6.8 fs（见图1）、140 μJ脉冲（对应21 W平均功率），完美适配通过HHG驱动高光子通量XUV光源[5]的需求。该激光系统兼具鲁棒性、紧凑性与高功率效率，是面向实用化的高通量XUV与阿秒光源的理想驱动源。
关键词： 阿秒脉冲、高次谐波产生、掺镱光纤放大器、极紫外光、高重复频率激光器
更新于2025-09-12 10:27:22
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双色激光场中原子奇偶高次谐波产生过程中量子轨道的作用
摘要： 我们通过数值和解析方法研究了双色激光场中原子的高次谐波产生现象。随着二次谐波场的微弱增强，在某些能量区域计算得到的奇次与偶次高次谐波谱呈现出显著差异。分析表明，相邻量子轨道间的干涉效应是该现象的重要成因。特别地，我们通过轨迹分辨方法证明：在较宽的高次谐波能量范围内，可有效调控奇次或偶次谐波的发射。该研究为产生以偶次谐波为主导的阿秒脉冲提供了潜在途径。
关键词： 奇偶谐波、双色激光场、阿秒脉冲、量子轨道、高次谐波产生
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过双圆极化激光场中的分子取向控制高次谐波产生的偏振
摘要： 研究了由反向旋转双色ω/3ω圆偏振激光场驱动的H2+中高次谐波产生的偏振特性。椭圆偏振谐波通过椭圆率和旋转角进行表征，其中后者通过优化定义扩展至[?π/2, π/2]范围。我们发现存在一个临界对齐角度，在该角度下高能谐波的椭圆率几乎相同，因此可合成具有高度偏振的阿秒脉冲串。此外，研究发现旋转角始终与对齐角相差90°并伴有微小偏移。据此提出通过分子对齐角度控制谐波偏振态的方案。
关键词： 分子排列、阿秒脉冲、高次谐波产生、偏振、双圆极化激光场
更新于2025-09-11 14:15:04