阿秒脈沖應用包括在亞原子級別上探測超快物理現(xiàn)象的動力學。

慕尼黑路德維希馬克西米利安大學，馬克斯普朗克量子光學研究所和瑞典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(chǎn)生孤立和高強度的阿秒激光脈沖。

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”可用于操縱光線。物理學家已經(jīng)詳細描述了這種等離子體鏡面效應，并利用它產(chǎn)生了孤立的高強度阿秒光脈沖。這項成果已在Nature Communications上發(fā)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(chǎn)生持續(xù)時間僅為幾百阿秒的超短閃光。這些非常短暫的脈沖可用于在亞原子級別上探測超快物理現(xiàn)象的動態(tài) ?！?/span>

新方法

用于產(chǎn)生阿秒脈沖的傳統(tǒng)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。但是德國和瑞典創(chuàng)造的新方法已經(jīng)產(chǎn)生了一種新的策略來產(chǎn)生孤立的阿秒脈沖。

在第一步中，讓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(fā)，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像一面鏡子一樣在與脈沖激光相同的方向上傳播。一旦電子達到接近光速的速度，它們就會變得相對，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(chǎn)生孤立的阿秒脈沖。這些脈沖在光譜的極紫外區(qū)域（20-30nm，40-60eV）具有大約200的估計持續(xù)時間和波長。

與使用較長激光脈沖產(chǎn)生的阿秒脈沖相比，由等離子體鏡效應產(chǎn)生的那些脈沖和具有少量光學循環(huán)持續(xù)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方式可獲得的光子。

強度增加

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(nèi)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(nèi)粒子運動的信息就越多。通過實驗證明等離子體鏡效應產(chǎn)生明亮的阿秒光脈沖，這項新研究的作者開發(fā)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。

英文原文來源：Optics.org