激光脉冲绝对相位对产生阿秒脉冲的影响

在用超短激光脉冲产生和测量阿秒脉冲的过程中，绝对相位成为一个非常重要的影响因素。讨论了绝对相位对阿秒脉冲的产生和激光振荡的关系的影响，发现高次谐波的产生过程非常稳定，阿秒脉冲和驱动它的激光振荡之间的稳定的相位关系并不会受绝对相位的随机性的破坏，从而为采用交叉相关技术直接测量由强场原子高次谐波过程产生的阿秒脉冲宽度提供了理论依据，正确解释了文献[13]上报道的实验结果。     

采用双脉冲驱动产生高次谐波阿秒脉冲

提出了采用双脉冲机理来产生阿秒脉冲的方法.研究发现采用双脉冲不仅可以产生单个的阿秒脉冲，从而突破目前产生阿秒脉冲的驱动源（几个飞秒的超短激光脉冲）的能量限制，而且在相同的峰值强度下，双脉冲能够产生强度更高的阿秒脉冲. 关键词： 阿秒脉冲 双脉冲机理 高次谐波     

超短激光脉冲测量技术的发展

 自从60年代中期实现固体激光器的锁模以来,激光脉冲的宽度经历皮秒(ps,10-12秒)、飞秒(fs,10-15秒)量级,目前已向阿秒(as,10-18秒)量级进军。超短激光脉冲自诞生以来一直朝着更短更强及波段更宽的方向发展。超短激光脉冲为人类提供了强有力的研究超快现象的手段,应用领域日趋扩大。作为评价和应用超短脉冲的前提,测量技术和超短脉冲的产生技术本身具有同等的重要意义。纵观超短激光脉冲测量技术的发展历史,其进步与超短激光脉冲产生技术的发展是分不开的。因此研究超短激光脉冲测量技术,完整准确地了解脉冲的宽度、相位及形状信息,是超快技术研究中非常重要的内容。     

强短脉冲辐照叠加态原子增强阿秒脉冲强度

采用强短激光脉冲辐照叠加态原子提高孤立阿秒脉冲的强度.数值研究表明,与强短脉冲(脉冲宽度只有几个光学周期的超短脉冲)辐照基态原子获得孤立阿秒脉冲相比,采用叠加态原子的方案不仅同样可以获得孤立的阿秒脉冲,而且阿秒脉冲的强度得到显著增强.     

附加谐波脉冲生成强的39阿秒孤立脉冲

采用多周期800 nm激光组合它的27次谐波脉冲生成超短、宽频的孤立阿秒脉冲.研究表明,脉宽为1 fs的27次谐波脉冲可以有效地控制电子动力学过程.将其加入到单色激光场的特定时域,可以控制电离概率在半个光学周期内迅速提升,使得谐波的转化效率相对于单色场情形增强4个数量级,并实现单一的短量子路径选择,出现频宽为108 eV的超连续辐射谱,叠加该连续谱140次到210次谐波获得了脉宽为39as的强、短孤立脉冲.与文献[7]中采用5 fs/800 nm激光附加紫外阿秒脉冲的方法相比,该方案生成的连续谱频带增宽一 关键词： 组合激光脉冲 连续辐射谱 阿秒脉冲     

双色光场驱动产生单个阿秒脉冲过程中的宏观效应

通过数值模拟三维传播方程研究了双色场产生高次谐波过程中宏观效应的影响,重点分析了阿秒脉冲的时域形状.在6 fs/800 nm和21.3 fs/400 nm组成的双色场中,通过调节双色场间的相对延时,双色场各焦点相对于气体盒子入口的间距和双色场束腰半径和气体压强等参数,可以在平台区得到超宽带连续谱.对该连续谱中420—540 eV的谐波直接进行滤波后可以得到时间同步性很好的单个阿秒脉冲.这种性质对实验上通过双色场方案产生超短的阿秒脉冲非常有利. 关键词： 传播效应 阿秒脉冲 时间同步性     

强短脉冲辐照叠加态原子增强阿秒脉冲强度

采用强短激光脉冲辐照叠加态原子提高孤立阿秒脉冲的强度。数值研究表明,与强短脉冲 (脉冲宽度只有几个光学周期的超短脉冲）辐照基态原子获得孤立阿秒脉冲相比,采用叠加 态原子的方案不仅同样可以获得孤立的阿秒脉冲,而且阿秒脉冲的强度得到显著增强。     

非平行偏振双色场驱动产生脉宽稳定的单个宽谱阿秒脉冲

提出一种直接得到脉宽稳定的单个宽谱阿秒脉冲的新方法.利用波长为800 nm脉宽为5 fs的超短脉冲叠加上偏振方向与主脉冲成π/3,脉宽同样为5 fs的二次谐波脉冲驱动氦原子,可以得到宽度达到50 eV的超连续谱.当二次谐波的强度大于10¹⁴ W/cm²时,超连续谱的位置以及谱宽几乎不会随着二次谐波脉冲的强度的改变而改变.对85—125 eV的超连续谱进行滤波可以直接得到100 as左右的单个阿秒脉冲,这个性质对于实验上获得单个宽谱阿秒脉冲而言是非常有利的. 关键词： 阿秒脉冲 超连续谱     

极化门控制下中红外激光场驱动He原子产生的单个阿秒脉冲

由中红外激光场(波长为2128nm)驱动He原子,在极化门的控制下,通过强场近似方法(SFA)研究了He原子发射高次谐波的特点.研究表明,在这种组合场驱动下He原子可产生截止位置很高的高次谐波,并且在接近截止位置的平台区展现了超连续的特点,对该超连续部分的高次谐波进行叠加,可得到宽度为44.5as的单个超短脉冲.为了了解该超短阿秒脉冲的产生机理,我们对高次谐波谱的发射过程进行了时频分析,分析表明由于极化门的存在,有效地抑制了极化门以外的阿秒脉冲的发射,从而获得单个阿秒脉冲.     

VUV超短脉冲的产生及其在超快动力学中的应用

真空紫外超短脉冲激光具有波长短、单光子能量高、脉宽小等特点,在飞秒化学以及超快动力学等方面具有相当广泛的应用前景.由于直接利用受激辐射获得真空紫外超短脉冲是相当困难,因此利用非线性频率转换技术,超短脉冲与惰性气体相互作用,将红外、可见或紫外光波段的超短脉冲转换到真空紫外波段是目前获得紫外超短脉冲最快捷有效的方式.围绕真空紫外超短脉冲的产生及其在超短动力学中应用展开,介绍了产生真空紫外超短脉冲的高斯谐波、空心光纤四波混频和光丝四波混频的方法,对其优缺点作了评述,并对真空紫外超短脉冲激光在超快动力学过程中的应用进行了简单的总结.     

Single-pinhole diffraction of few-cycle isolated attosecond pulses with a two-color field

The spatio-temporal characterization of an isolated attosecond pulse is investigated theoretically in a two-color field.Our results show that a few-cycle isolated attosecond pulse with the center wavelength of 16 nm can be generated effectively by adding a weak controlling field. Using the split and delay units, the isolated attosecond pulse can be split to the two same ones, and then single-pinhole diffractive patterns of the two pulses with different delays can be achieved. The diffractive patterns depend severely on the periods of the attosecond pulses, which can be helpful to obtain temporal information of the coherent sources.     

Characterization of attosecond XUV pulses from photoelectron spectra of atoms

A method to characterize attosecond extreme ultra violet (XUV) pulses from photoelectron spectra of atoms is presented. A pump pulse prepares a coherent superposition of two atomic bound states, from which photoionization takes place after variable time delays by the attosecond XUV pulse. Information on the spectral phase of the attosecond XUV pulse is extracted from the analysis of photoelectron spectra as a function of photoelectron energy and time delay. Together with information on the spectral intensity obtained from a separate optical measurement, a temporal shape of the attosecond XUV pulse can be precisely reconstructed. After the theoretical formulation of the problem, we present numerical examples for H atom and show that, depending on the choice of energy separation of two bound states, a different accuracy is reached to characterize attosecond XUV pulses.     

超相对论激光和稠密等离子体作用产生阿秒脉冲的优化

利用一维粒子模拟程序研究了超相对论激光脉冲与稠密等离子体相互作用得到的阿秒脉冲.从超相对论近似的角度分析了电子运动行为和高次谐波的产生,发现当等离子体密度一定时,随着无量纲相似参数S的减小,阿秒脉冲的转换效率呈先增大后减小的趋势,因此选择适当的光强就可以得到转换效率较高的阿秒脉冲.当S一定时,随着等离子体密度的增加,阿秒脉冲转换效率有增大的趋势.这说明用适当的光强照射更稠密度的等离子体靶面,可以产生更强的阿秒脉冲.     

脉冲啁啾对于阿秒脉冲的影响

采用单电子近似和软核势模型, 通过数值求解一维含时薛定谔方程, 理论研究了当脉冲分别带有正、负啁啾的情况下所产生的阿秒脉冲.分析了不同脉冲啁啾特性对阿秒脉冲的强度和宽度的影响. 研究结果表明, 无论是正啁啾还是负啁啾, 随着啁啾量的增加, 都将使激光脉冲由产生单个阿秒脉冲趋向于产生阿秒脉冲链. 正啁啾和负啁啾对于阿秒脉冲宽度的影响是不同的, 负啁啾对于阿秒脉冲宽度影响很小, 适当的负啁啾有利于缩小阿秒脉冲的宽度; 而正啁啾脉冲产生的阿秒脉冲较无啁啾时展宽, 且随着啁啾量的增加, 其阿秒脉冲宽度迅速增大.     

Ionization of atoms by chirped attosecond pulses

We investigate the ionization dynamics of atoms by chirped attosecond pulses using the strong field approximation method. The pulse parameters are carefully chosen in the regime where the strong field approximation method is valid. We analyse the effects of the chirp of attosecond pulses on the energy distributions and the corresponding left-right asymmetry of the ionized electrons. For a single chirped attosecond pulse, the ionized electrons can be redistributed and the left-right asymmetry shows oscillations because of the introduction of the chirp. For time-delayed double attosecond pulses at different intensities with the weaker one chirped, exchanging the order of the two pulses shows a relative shift of the energy spectra, which can be explained by the different effective time delays of different frequency components because of the chirp.     

Quantum-mechanical analysis of pulse reconstruction for a narrow bandwidth attosecond x-ray pulse

The photoelectron energy spectra (PESs) excited by narrow bandwidth attosecond x-ray pulses in the presence of a few-cycle laser are quantum-mechanically calculated. Transfer equations are used to reconstruct the detailed temporal structure of an attosecond x-ray pulse directly from a measured PES. Theoretical analysis shows that the temporal uncertainties of the pulse reconstruction depend on the x-ray bandwidth. The procedure of pulse reconstruction is direct and simple without making any previous pulse assumption, data fitting analysis and time-resolved measurement of PESs. The temporal measurement range is half of a laser optical cycle.     

基于阿秒XUV-飞秒IR泵浦-探测的冷靶反冲离子动量成像谱仪

利用多道可见光谱探测系统测量了Hα、CⅢ(464.7nm)和OⅡ(441.5nnm)谱线的时间行为,得出了碳、氢和氧元素的入射通量。在简化模型下算出了氧碳间的化学溅射率,结果表明HT-6M托卡马克边界杂质产生机制主要是氢氧间的化学溅射和氧碳间的化学溅射,因此控制氧杂质尤其重要。     

三色圆偏振激光组合脉冲驱动氦原子产生椭圆偏振的阿秒脉冲

我们提出利用频率为ω,3ω和强度较弱的2ω组成的三色圆偏振激光组合脉冲驱动氦原子能够得到椭偏率较大的阿秒脉冲链的一种方法.通过强场近似方法,计算了氦原子在两色和三色圆偏振激光组合脉冲驱动下发射高次谐波谱及其合成阿秒脉冲链,比较了氦原子(初态为s态)在这两种情况下发射高次谐波谱的特点及其合成阿秒脉冲链椭偏率的大小,结果发现,在反旋的两色ω,3ω激光脉冲基础上加入了频率为2ω的第三色激光脉冲联合作用到氦原子上,所得到的阿秒脉冲链的椭偏率相对于双圆场情况下有所增加,通过调整ω,3ω激光的强度比,并且选择适当的第三色激光的强度,对初态为s态的原子,仍能够得到具有较大椭偏率的阿秒脉冲链.     

Direct XUV probing of attosecond electron recollision

We demonstrate that the recolliding electron wave packet, fundamental to many strong field phenomena, can be directly imaged with sub-A spatial and attosecond temporal resolution using attosecond extreme ultraviolet (XUV) pulses. When the recolliding electron revisits the parent ion, it can absorb an XUV photon yielding high energy electron and thereby providing a measurement of the electron energy at the moment of recollision. The full temporal evolution of the recollision wave packet can be reconstructed by measuring the photoelectron spectra for different time delays between the driving laser and the attosecond XUV probe. The strength of the photoelectron signal can be used to characterize the spatial distribution of the electron density in the longitudinal direction. Elliptical polarization can be used to characterize the electron probability in transversal direction.