激光网2月24日消息，来自柏林马克斯·伯恩研究所的一组研究人员首次以1千赫兹的重复率展示了阿秒泵阿秒探针光谱。这通过使用离焦生成几何形状开发紧凑、强的阿秒源而成为可能。该方法为研究阿秒态下的极快电子动力学开辟了新的途径。
第一代阿秒脉冲在本世纪之交实现了对电子世界的前所未有的洞察力。Anne L'Huillier、Pierre Agostini 和 Ferenc Krausz 因其开创性的工作，于 2001 年首次展示了阿秒脉冲，并于 2023 年获得了诺贝尔物理学奖。
然而，目前的阿秒技术有一个重要的缺点：为了能够在泵浦探针实验中记录电影，阿秒脉冲通常必须与飞秒脉冲相结合，其光学周期用作具有阿秒分辨率的时钟。这限制了在阿秒时间尺度上研究电子动力学。
自从首次展示阿秒脉冲以来，许多科学家的梦想就是进行实验，其中第一个阿秒泵浦脉冲在原子、分子或固态样品中启动电子动力学，第二个阿秒探针脉冲以不同的时间延迟询问系统。
事实证明，这个目标非常具有挑战性，因为它需要强烈的阿秒脉冲。然而，高谐波产生的基本过程效率非常低。因此，只有极少数报道了阿秒泵阿秒探针光谱的原理验证演示，这些演示利用了大型设置和以低重复率运行的专用激光系统。
来自柏林马克斯伯恩研究所的一组研究人员现在展示了一种不同的方法，使他们能够使用更紧凑的设置进行APAPS实验。为此，他们使用了以千赫兹重复频率的交钥匙驱动激光器。这导致了更加稳定的运行，这是成功实施APAPS的关键要求。
科学家们使用红外激光脉冲在气体射流中产生阿秒脉冲。然而，与通常产生阿秒脉冲的方式相反，他们提出了一个想法，即气体射流不是在驱动激光焦点附近，而是在远离它一定距离的地方。结果，产生了具有相对较高脉冲能量和较小虚拟源尺寸的阿秒脉冲，在重新聚焦后，研究人员能够获得高强度的阿秒脉冲。
研究人员通过进行APAPS实验来利用这种稳定而强烈的阿秒源，其中氩原子被阿秒泵浦脉冲电离，从而产生带单电荷的氩离子。这些离子的形成通过阿秒探针脉冲探测，导致进一步的电离和双电荷Ar的形成+2+离子。
结果是 Ar 的增加2+在非常快的时间尺度上观察到离子产率。这表明所涉及的泵浦和探头脉冲确实具有阿秒级脉冲持续时间。
本研究中使用的适度红外驱动脉冲能量为以高达兆赫兹水平的更高重复率进行APAPS实验开辟了道路。驱动这些实验所需的激光系统已经可用或正在开发中。因此，这个新概念可能会在极短的时间尺度上实现对电子世界的前所未有的了解，这是目前的阿秒技术无法实现的。
研究结果发布在《科学进展》杂志上。
