Shiyang Zhong 1Hao Teng 1,2,*Xiaoxian Zhu 1,3Yitan Gao 1,3[ ... ]Zhiyi Wei 1,2,3,***
Author Affiliations
Abstract
1 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2 Songshan Lake Materials Laboratory, Dongguan 523808, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China
Isolated attosecond pulses (IAPs) are generated via applying amplitude gating on high-order harmonic generation driven by carrier-envelope phase stabilized 5.2 fs pulses with 0.5 mJ pulse energy at 770 nm central wavelength at the Synergetic Extreme Condition User Facility. A continuum ranging from 70 to 100 eV that supports sub-100-attosecond pulse is extracted by Zr foil and Mo/Si multilayer mirror. We demonstrate the characterization of the IAP. The retrieved pulse duration is 86 attoseconds. The developed attosecond laser beamline with repetition rate up to 10 kHz is available for users to conduct attosecond photoelectron spectroscopy researches with a capability of coincidence measurement.
amplitude gating coincidence FROG-CRAB high-order harmonic generation isolated attosecond pulses 
Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 113201
作者单位
摘要
长春理工大学物理学院,吉林 长春 130022
利用强场近似理论开展了正交偏振双色场与氦原子相互作用产生高次谐波和阿秒脉冲的理论研究。正交偏振双色场由少周期的4 fs钛宝石驱动脉冲激光和与它偏振方向垂直的8 fs倍频控制脉冲构成。研究发现,通过合理选择两束脉冲之间的相对相位,能够控制高次谐波发射过程中长、短电子轨道的选择。当相对相位调整为1.2π时,平台谐波主要来自短轨道电子的贡献,由于其运动时间短、波包扩散少,且没有与长轨道电子谐波产生干涉,沿驱动脉冲电场方向的高次谐波谱具有较高强度和较小调制幅度的超连续平台区,通过对第120次到第180次超连续谐波进行傅里叶变换,可产生脉宽为54 as的高强度孤立阿秒脉冲。所提方案对组合脉冲相对相位的选取要求并不严苛,在0.3π的变化范围内皆可获得脉宽较短的孤立阿秒脉冲,同时控制脉冲电场强度的变化对上述数值模拟结果的影响也很小。
超快光学 高次谐波产生 阿秒脉冲 正交偏振双色场 电子轨道 
光学学报
2023, 43(13): 1332001
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, University of Gothenburg, Gothenburg, Sweden
2 Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California, USA
3 Higgs Centre, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK
The availability of ever stronger, laser-generated electromagnetic fields underpins continuing progress in the study and application of nonlinear phenomena in basic physical systems, ranging from molecules and atoms to relativistic plasmas and quantum electrodynamics. This raises the question: how far will we be able to go with future lasers? One exciting prospect is the attainment of field strengths approaching the Schwinger critical field ${E}_{\mathrm{cr}}$ in the laboratory frame, such that the field invariant ${E}^2-{c}^2{B}^2>{E}_{\mathrm{cr}}^2$ is reached. The feasibility of doing so has been questioned, on the basis that cascade generation of dense electron–positron plasma would inevitably lead to absorption or screening of the incident light. Here we discuss the potential for future lasers to overcome such obstacles, by combining the concept of multiple colliding laser pulses with that of frequency upshifting via a tailored laser–plasma interaction. This compresses the electromagnetic field energy into a region of nanometre size and attosecond duration, which increases the field magnitude at fixed power but also suppresses pair cascades. Our results indicate that laser facilities with peak power of tens of PW could be capable of reaching ${E}_{\mathrm{cr}}$ . Such a scenario opens up prospects for the experimental investigation of phenomena previously considered to occur only in the most extreme environments in the universe.
Schwinger effect advanced focusing concepts attosecond pulses dipole wave surface high-order harmonic generation 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(2): 02000e19
作者单位
摘要
兰州城市学院电子工程学院,甘肃 兰州 730070
原子或分子的光电离是强场物理效应的基础。在强场近似下,对于少周期激光脉冲,实验中已证实采用双色激光脉冲场可以增强和相干控制分子的电离。同时,双色场相对相位也是非常重要的参数,借助相位结构的改变来调节分子的电离亦是控制和优化激光与物质相互作用的重要方式。基于此,本文借助Lewenstein模型计算了双色激光脉冲场中利用CO分子高次谐波获得的阿秒脉冲,分析了不同分子取向下相对相位对分子电离以及产生阿秒脉冲的影响。结果显示,平台区域的超连续展宽在任意相对相位下均可产生,但随着分子取向和激光场相对相位的变化,电离较低时易获得超短孤立阿秒脉冲。
非线性光学 强场近似 分子的高次谐波 电离率 相对相位 阿秒脉冲 
中国激光
2023, 50(5): 0508002
作者单位
摘要
辽宁工业大学 理学院, 锦州 121001
为了输出具有高转化效率和高光子能量的谐波光谱, 采用求解薛定谔方程的方法, 理论研究了多色组合啁啾波形对谐波光谱的影响。结果表明, 在固定激光强度下, 最佳三色啁啾波形可以有效延伸谐波截止能量; 最佳四色啁啾波形可以增强谐波强度; 选择最佳三色和四色组合波形下的谐波光谱进行谐波叠加可获得42as的孤立阿秒脉冲。这一结果对超短阿秒脉冲的产生是有帮助。
激光光学 高次谐波 组合啁啾波形 阿秒脉冲 laser optics high-order harmonic generation combined chirp waveforms attosecond pulses 
激光技术
2022, 46(6): 823
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 Department of Physics, Shanghai Normal University, Shanghai, China
Spatiotemporal optical vortex (STOV) pulses carrying purely transverse intrinsic orbital angular momentum (TOAM) are attracting increasing attention because the TOAM provides a new degree of freedom to characterize light–matter interactions. In this paper, using particle-in-cell simulations, we present spatiotemporal high-harmonic generation in the relativistic region, driven by an intense STOV beam impinging on a plasma target. It is shown that the plasma surface acts as a spatial–temporal-coupled relativistic oscillating mirror with various frequencies. The spatiotemporal features are satisfactorily transferred to the harmonics such that the TOAM scales with the harmonic order. Benefitting from the ultrahigh damage threshold of the plasma over the optical media, the intensity of the harmonics can reach the relativistic region. This study provides a new approach for generating intense spatiotemporal extreme ultraviolet vortices and investigating STOV light–matter interactions at relativistic intensities.
high-order harmonic generation relativistic laser–plasma interaction spatiotemporal optical vortex transverse orbital angular momentum 
High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(6): 06000e46
作者单位
摘要
1 吕梁学院物理系,山西 吕梁 033001
2 山西师范大学物理与信息工程学院,山西 临汾 041004
通过数值求解单电子近似下的一维含时薛定谔方程,从理论上研究了受体掺杂半导体高次谐波的产生。结果表明,受体掺杂后第二平台的谐波效率比未掺杂时提高了约3~4个数量级。理论分析发现,掺杂改变了半导体的能带结构,使价带与第一导带以及第一导带与第二导带之间的带隙变窄,电子更容易隧穿到更高导带,使高导带的电子布居数增大,从而提高了第二平台的谐波效率。
原子与分子物理学 高次谐波 受体掺杂半导体 含时薛定谔方程 
激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1302001
作者单位
摘要
延安大学 物理与电子信息学院,陕西 延安 716000
通过数值和解析相结合的方法研究了对称和不对称分子谐波辐射与其结构的内在关系。首先应用虚实演化法得到了对称分子H2+和不对称分子HeH2+的基态波函数的数值表达式,从基态波函数出发,计算了束缚-连续态跃迁偶极矩,并与纯解析方法得到的跃迁偶极矩进行了比较。结果表明:对于对称分子H2+,用虚实演化方法计算得到的基态波函数显著改善了奇次偶极矩和奇次谐波谱的一致性;对于不对称分子HeH2+,得到的基态波函数显著改善了奇偶偶极矩最小值和奇偶谐波极化最大值之间的一致性;结果验证了高次谐波谱与跃迁偶极矩之间的一一对应关系。通过跃迁偶极矩可重构分子轨道,从而深入了解对称分子高次谐波与对称分子轨道之间的相互关系及不对称分子奇偶高次谐波与不对称分子轨道之间的相互关系。
高次谐波 跃迁矩阵元 数值法 解析法 对称分子 不对称分子 High-order harmonic generation Transition matrix elements Numerical method Analytical method Symmetric molecules Asymmetric molecules 
光子学报
2022, 51(3): 0302001
作者单位
摘要
辽宁工业大学理学院, 辽宁 锦州 121001
为了增强高次谐波光谱强度, 提出了一种利用共振电离机制来提高谐波强度的方法。结果表明: 在 He 原子体系中, 受紫外共振电离影响, 谐波强度有 50 倍的增强。并且, 在啁啾场驱动下, 谐波截止能量也能增大, 进而获得一个高强度超宽谐波平台区。在 H2+ 分子体系中, 受电荷共振增强电离影响, 谐波强度也有近 20 倍的增强。并且在半周期单极场优化下, 该体系谐波截止能量也得到延伸, 进而获得一个只由单能量峰贡献的谐波平台区。进一步研究表明, 在两个体系的谐波平台区上选择一定的谐波叠加, 可分别获得脉宽在 36 as 和 32 as 的阿秒脉冲。初步的研究证实了所提出的方案有助于增强阿秒脉冲强度。
激光物理 高次谐波 孤立阿秒脉冲 紫外共振电离 电荷共振增强电离 laser physics high-order harmonic generation isolated attosecond pulse ultraviolet resonance ionization charge resonance enhanced ionization 
量子电子学报
2021, 38(4): 529
作者单位
摘要
北京大学 物理学院 人工微结构和介观物理国家重点实验室,北京100871
随着超快超强激光技术的发展,强激光场光与物质相互作用的研究得到了广泛的关注。与此同时,光场调控技术在经典光学领域中的快速发展为光学操控提供了一个新的自由度。近年来,这两个不同领域之间的结合——具有空间结构的强激光场与物质相互作用,成为了强场物理前沿研究的热点之一。光电离和高次谐波是传统强场科学中两个十分基本又非常重要的物理过程。本文总结和综述了涡旋强激光场对光电离过程的影响和控制方面的研究进展,以及利用涡旋光束或者柱矢量光束驱动气体高次谐波产生等方面的最新工作,最后展望了具有空间结构强激光场与物质相互作用物理和光场调控研究的发展方向。
超快光学 涡旋光束 矢量光束 高次谐波 强场电离 Ultrafast optics Optical vortex beams Cylindrical vector beams High-order harmonic generation Strong-field ionization 
光子学报
2021, 50(8): 0850209

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!