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科学家利用阿秒激光获得全量子轨道分辨的高次谐波谱

2014-09-11 09:12
Hsiao Chen
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   近日,中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理重点实验室研究员魏志义研究组利用自己组建的阿秒激光装置,实现了电子波包在自由态的各条量子轨道上的直接定位,获得了全量子轨道分辨的高次谐波谱。

  高次谐波由于光子能量高、脉宽短,使得它在物理、化学和生物等领域有着广泛的应用。通过其与物质的相互作用,人们不仅可以研究原子、分子和固体中的超快动力学过程,而且还可以对纳米尺度的物质进行时间分辨的衍射成像。此外高次谐波也是自由电子激光装置、具有时间分辨的极短波长角电子能谱仪等科学装置中理想的种子脉冲及光源。

  研究表明,使用短于两个光振荡周期的驱动激光脉冲,通过调节驱动激光的空间相位分布和原子偶极相位的空间分布,可以令不同量子轨道产生的高次谐波在光谱中完全分开。由于驱动激光的时空分布、电子波包的时空演化和物质内部的结构信息通过碰撞过程被传递到高次谐波中,高次谐波的光谱也直接映射了电子的量子轨道信息,因此该研究结果对于深入了解高次谐波光谱所反映的物理图像,促进其在阿秒物理、原子分子物理和凝聚态物理等学科中的应用都有重要意义。

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