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武慧春教授的最新研究成果在Physical Review Letters發表

編輯:admin 時間:2017年12月25日 訪問次數:997

最短阿秒雙脈沖的產生方案
 
阿秒,即1e-18秒。原子分子內的電子運動發生在阿秒尺度(一個原子單位時間為24阿秒)。本世紀初阿秒激光源的誕生使得不同系統中的超快電子動力學研究取得了長足進展。阿秒泵浦探測是一種直接的阿秒診斷手段,該技術先用一束阿秒脈沖激發待測系統,然后用第二束阿秒脈沖觀測系統的動態演化。雙脈沖不同延遲下得到光電譜可以反映系統的超快過程,俗稱“分子電影”。
目前常規技術產生的阿秒雙脈沖參數為:脈寬數百阿秒,功率兆瓦量級。較長的脈沖和較低的功率嚴重限制了人們拍攝原子單位時間內的電子動力學。
聚變理論與模擬中心的武慧春教授和博士研究生胡可提出了一個利用非線性相干湯姆森散射產生阿秒雙脈沖的新方案。當一束超強激光與相對論運動的電子片對撞時,由于相對論非線性效應,散射光(X射線)在時域上呈現馬鞍形,并且在頻域上出現兩頭高,中間低的新特性。簡單濾去散射光中部的低頻部分即可獲得一對阿秒脈沖。單脈沖寬度可以小于10阿秒,功率可達千兆瓦。相關理論計算與PIC模擬吻合得很好。
這項研究讓更短,更強阿秒雙脈沖的產生成為可能,有望極大提升阿秒泵浦探測技術的時間分辨率。該工作發表在最新一期的Physical Review Letters上,得到青年千人計劃和國家自然科學基金的支持。
 
論文索引:K. Hu and H.-C. Wu, “Generation of gigawatt circularly polarized attosecond-pulse pairs”, Phys. Rev. Lett. 119, 254801 (2017).