基于光场的超快相干电子源产生及调控研究进展(特邀)

光与物质之间的相互作用是自然界中最基本的物质相互作用之一,这种动力学的完全可视化需要时间上的阿秒分辨率和空间上的原子级分辨率.超短相干电子源是实现这一目标的重要方法.本文介绍了利用各种光场如射频、太赫兹、可见光来产生、相空间调控甚至表征这种超短相干的高品质电子源的重要进展,并主要总结了其在四维超快电子显微镜方面的技术突...     

X射线荧光全息术中记录全息图的角度范围对原子像的影响

X射线荧光全息术,通过记录样品的荧光全息图并利用计算机重构,能够得到晶体内部原子的三维排列信息,这对于材料科学将有着非凡的意义.理论上,在一个X射线荧光全息实验中,实验者必须在4π立体角范围内高角度分辨率地探测荧光的强度,才能得到高空间分辨率的三维的原子像.但在实际的X射线荧光全息实验中,因为实验的装置安排限制,不允许探测到整个球面上的荧光强度振幅.因为取样范围的不完全而引起的全息信息的损失将直接导致重构的原子像失真.本文通过数值模拟在不同角度范围和取样步长情况下铁单晶的X射线荧光全息图并对其进行数字重构,研究了记录全息图的角度范围及取样步长对重构得到的原子像的影响.方位角范围的不完全导致原子像在x和y方向上被拉长,而且导致原子像的亮度不均匀.而极角范围的不完全则导致了原子像在z方向上被拉长.至于步长的影响,则是可以忽略的,如果步长不是太大的话.     

飞秒强激光脉冲与氢团簇相互作用产生的最大质子能量与团簇尺寸的相关性

报道了飞秒强激光脉冲(60 fs,790 nm,2×1016W/cm2)与纳米尺寸的氢团簇(半径rc约为1~3 nm)相互作用,产生的最大质子能量Emax对于团簇半径rc相关性的实验研究结果。从激光-氢团簇相互作用产生的质子的飞行时间谱测量以及团簇尺寸的瑞利散射诊断结果,得到Emax与r2c成线性正比关系,比例系数为0.75,与报道的理论模拟结果一致,表明氢团簇发生纯库仑爆炸。实验结果同时提示,进一步的理论模拟应考虑气体喷流中团簇的尺寸分布。     

Compression of Intense Laser Pulse through Filamentation in an Argon-Filled Cell

We demonstrate a pulse compression technique through filamentation in an argon-filled cell. By using a pair of chirped mirrors for dispersion compensation, we have successfully compressed the 53 fs pulse to 15 fs with good spatial qualities and good pulse stability. The total transmitted efficiency is more than 75%. The influence of the experiment parameters to the compressed pulses is also studied experhnentally.     

强激光和超薄等离子体薄膜相互作用产生高次谐波

通过一维粒子（particle in cell,简称PIC）模拟，研制了超薄等离子体薄膜在两列旋转方向相反的圆偏振激光脉冲作用下的高次谐波辐射。在10^21W/cm^2强度的激光作用下，可以获得200次以上的高次谐波。当激光脉冲宽度较短时，由于等离子体薄膜被压缩所导致的多普勒频移对高次谐波产生了显著的频率调制。而这种多普勒频移可以通过对抽运光脉冲引入频率啁啾来补偿。     

A Simpler and More Precise Data Processing Method of SPIDER and Its Apparatus Design

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｔｈａｔｃａｎｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｐｈａｓｅａｎｄｔｈｅ ｐｕｌｓｅｄｕｒａｔｉｏｎｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｔｈｅＦＲＯＧ[1] (ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ -ｒｅｓｏｌｖｅｄｏｐｔｉｃａｌｇａｔｉｎｇ)ａｎｄｔｈｅＳＰＩＤＥＲ[2 ] (ｓｐｅｃｔｒａｌ ｐｈａｓｅｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｆｏｒｄｉｒｅｃｔｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ) .ＦＲＯＧ[1] ｕｓｅｓｔｈｅｕｎｋｎｏｗｎｐｕｌｓｅｉｔｓｅｌｆａｓａｔｉｍｅ ｄｅｌａｙｅｄ ｇａ…     

飞秒激光与水相互作用的现象与研究进展

对国内外关于飞秒激光与水相互作用主要研究领域的研究进展和一些新兴的研究方向进行了简单介绍，并简述了这些研究的应用前景。     

细胞骨架微管管壁的赝自旋模型

本文利用赝自旋模型描述细胞骨架微管管壁上的非束缚电子的动力学行为。基于微管的固有的对称结构及其电学性质，将其处理为一维铁电系统，用双阱势描述组成微管管壁的单个蛋白丝上的电偶极子的非线性动力学行为，进而，将此物理问题影射到赝自旋系统，并且通过采用平均场近似得到了一些物理结果。     

A Simpler and More Precise Data Processing Method of SPIDER and Its Apparatus Design

To measure the characteristics of ultrashort laser pulse, an apparatus design and its data processing based on SPIDER are put forward. In this method, the data processing is very simple and only basic mathematic calculation is needed. Furthermore, the pulse to be measured is avoided to pass through any dispersive structure before it arrives at the nonlinear crystal in the designed apparatus. In such a design, the pulse duration less than 10fs can be measured precisely.     

基于激光等离子体加速的自由电子激光研究新进展

激光等离子体加速器能够在cm尺度内产生GeV量级的高品质电子束,为研制台式化自由电子激光提供驱动源。但是受限于激光等离子体加速中的难点和现有技术发展,电子束的品质难以达到自由电子激光的需求,尤其在稳定性、发散角和能散等方面,阻碍了台式化自由电子激光的研制。介绍了基于激光等离子体加速器的自由电子激光的最新进展,整理了目前高增益自由电子激光实验过程中存在的主要挑战和对应的解决方案与实验进展,并展望未来的发展方向。最近的研究结果证明,通过控制和优化激光等离子体加速器的注入和加速过程产生的高品质电子束可以在指数增益区域实现自发辐射放大,产生高增益的辐射,这也推动基于激光等离子体加速器的自由电子激光研究进入了一个新的阶段。