电子超快动力学的阿秒时间分辨与操控

We propose to probe ultrafast electron dynamics in atomic/molecular systems with attosecond transient absorption spectroscopy and attoseond streaking technique. In this project, we will build an attosecond experiments platform, which includes isolated attosecond pulses generation, characterization and application systems. With time-of-flight, velocity mapping imaging and attosecond spectrum measurement, We will experimentally measure the attosecond streaking signal and transmitted spectrum after the interaction between isolated attosecond pulses and atomic/molecular systems. Accurate theoretical model will also be developed to explain the observed electron behavior on attosecond time scale. The project will help us to better understand the physics of electron dynamics on ultrafast time scale, thus control electron motion, which could further examine/improve our theory, perfect material structure, improve material performance,and develop ultrafast sensors.

本项目以单个阿秒脉冲为工具，结合阿秒瞬态吸收光谱技术及阿秒光电子谱技术对原子分子体系内的电子超快动力学过程进行超快时间分辨及操控。项目拟搭建一套单个阿秒脉冲的产生、探测及应用装置，集成光电子谱测量、电子速度成像测量及阿秒脉冲透射光谱测量等测量手段，对原子分子体系与单个阿秒脉冲作用时产生的电子谱及光子谱信号进行测量，并建立准确的理论模型，研究电子在阿秒时间尺度上的动力学行为。本项目的研究将进一步增进人们对于微观世界运动规律的认知，检验并完善现有理论体系，并对改进物质结构、提高材料性能及研发超快传感器件具有潜在的促进作用。

本项目以单个阿秒脉冲为工具，结合阿秒瞬态吸收光谱技术及阿秒光电子谱技术对原子分子体系内的电子超快动力学过程进行超快时间分辨及操控，属于基础前沿研究。项目搭建了一套单个阿秒脉冲的产生、探测及应用装置，集成光电子谱测量、电子速度成像测量及阿秒脉冲透射光谱测量等测量手段。实验上，我们研究了双色圆偏场电离气体原子产生太赫兹辐射的特性，发现相比于线偏激光的情形，同向圆偏双色场能显著增强太赫兹辐射，该工作对于人们理解强场电离，激光与物质相互作用及太赫兹辐射产生具在极大的意义；确认了超短激光脉冲在聚焦过程中的Gouy相移对物理过程具有较大影响，并利用其对太赫兹辐射的调制测得了Gouy相移的大小。理论上，研究了绝热近似下三能级体系的阿秒瞬态吸收光谱。研究发现瞬态吸收光谱的干涉条纹与相干相位差相关。另外，激光诱导的边带结构的调制与暗态的布居相关。本项目的研究将进一步增进人们对于微观世界运动规律的认知，检验并完善现有理论体系，并对改进物质结构、提高材料性能及研发超快传感器件具有潜在的促进作用。