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科學家使用電子等離子體產生阿秒激光脈沖

來源: 發布時間:2019-06-10 18:00:01

  德國馬克斯普朗克量子光學研究所慕尼黑路德維希馬克西米利安大學和瑞典Ume?大學的物理學家首次利用由相對論電子組成的等離子體產生孤立和高強度的阿秒激光脈沖。   

  

  3. 激光物理學家的國際團隊利用極強的激光脈沖產生快速電子,然后隨著血漿水平發出阿秒閃光 

  當密集的電子片加速到幾乎光速時,它就起到反射表面的作用。該團隊表示,這種等離子鏡可用于操光線。物理學家已經詳細描述了這種等離子體鏡面效應,并利用它產生了孤立的高強度阿秒光脈沖。這項工作已在Nature Communications上發表 

  科學家們指出:極其強大的激光脈沖和物質之間的相互作用開辟了一種全新的方法來產生持續時間僅為幾百秒的超短閃光。這些非常短暫的脈沖可用于探測亞原子尺度上超快物理現象動態。 

  新方法 

  產生阿秒脈沖的傳統方法基于近紅外激光與諸如氖或氬之類的惰性氣體原子中的電子的相互作用。但是德國瑞典研究的新方法已經提供了一種新思路來產生孤立的阿秒脈沖。 

  在第一步中,允許極其強大的飛秒激光脈沖與玻璃相互作用。激光使玻璃表面蒸發,使其組成原子電離并將釋放的電子加速到相當于光速的可觀部分的速度。 

  由快速移動的電子組成的高密度等離子體在與脈沖激光相同的方向上傳播,就像一面鏡子。一旦電子達到接近光速的速度,它們就會變得相對論,并開始響應激光場而振蕩。 

  隨后的等離子體鏡的周期性變形與反射的光波相互作用,產生孤立的阿秒脈沖。這些脈沖在光譜的極紫外區域(20-30nm40-60eV)具有大約200的估計持續時間和波長。 

  與使用較長激光脈沖產生的阿秒脈沖相比,由等離子體鏡效應產生的那些脈沖和具有少量光學循環持續時間的激光脈沖可以通過波形精確控制。這使研究人員能夠觀察生成過程的時間過程;等離子鏡的振蕩。值得注意的是,這些脈沖更強烈,即它們包含的光子遠遠多于標準程序可獲得的光子。  

  增加的強度使得可以實時更精確地測量亞原子粒子的行為。阿秒光脈沖主要用于映射電子運動,從而提供對原子內基本過程動力學的見解。 

  阿秒光閃爍的強度越高,關于物質內粒子運動的信息就越多。通過實驗證明等離子體鏡效應產生明亮的阿秒光脈沖,這項新研究的作者開發了一項技術,使物理學家能夠更深入地探索量子世界的奧秘。 

  編譯自:http://optics.org/news/9/12/12

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