电子 《Nature》子刊：激光直接测绘阿秒脉冲的电子动力学
江苏激光联盟导读：最近，来自上海光机所的研究人会员观察到使用飞秒激光场诱导的周期性的 电子束条纹。科学家们首次为大家展示了 前所未有的的时间分辨率的阿秒电子动力学的直接计量学结果。这一研究成果发表在近日出版的Nature子刊《Nature Photonics》上。
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(a) 激光测绘阿秒电子动力学；(b) 相位空间和角分布
图解： (c) 从等离子镜子中从不同的喷射次数中同反射的激光脉冲的顶点发射出电子
最近，来自上海光机所的研究人会员观察到使用飞秒激光场诱导的周期性的 电子束条纹。
科学家们首次为大家展示了 前所未有的的时间分辨率的阿秒电子动力学的直接计量学结果。这一研究成果发表在近日出版的Nature子刊《Nature Photonics》上。
电子和光子的相互作用是微观物理学的基础。在一个光场的驱动下对超快电子动力学真相的揭示会导致超快电子衍射和微观分析，超快条纹相机，自由电子激光的巨大进展。这些背后的动力学机制均在飞秒时间尺度之下被隐藏起来了，因此探究和追踪电荷动力学在这些领域中的应用需要一个前所未有的时间分辨率的设备仪器来完全探究其潜在的东西。然而，直接达到进行光场表征自由电子脉冲仍然面临着巨大的挑战，这是因为在获得光场和电子的相位的匹配上依然非常困难。
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在本研究中，直接探测自由电子脉冲列的阿秒动力学可以通过一个可比分辨率的新的实施办法，称之为条纹成像的基本理念来进行实施，此时的条纹通过一个亚相对论红外激光场（ sub-relativistic infrared laser field）来进行控制。
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阿秒电子脉冲列的激光条纹的实验证据
通过使用一个高对比度的激光器和等离子镜片，发射的电子脉冲在激光电场中停留且保持一定的位相，此时可以巨大的缓和时间同步上的巨大挑战。随着反射的激光场作为一个条纹场，阿秒电子脉冲在不同的光循环中产生，从而可以在远场横向进行分离。
依据原场图像，电子在屏幕中的时变挠度条纹的位置，测绘电子脉冲的时间分布至空间分布。三组电子在上升的边缘 (I)分别喷出，在顶点的相邻区域 (II)，在激光脉冲(III)的尾部在激光场中经历着不同的超快过程。
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电子发射自等离子镜片在不同喷射时间同反射的电子脉冲相对应时计算得到的相位空间和角分布
实验观察结果证实了探索时间——空间测绘时，采用激光场诱导的办法来观察电荷在阿秒分辨率层面下的等离子表面的超快动力学。可以达到的瞬时条纹速度为60 μrad/as，是其竞争对手THz条纹速度的几个数量级。
这一直接的空间占据主导地位的办法为各种不同的阿秒计量学开辟了道路和为将来光波电子学的应用铺平了道路。
【 电子|《Nature》子刊：激光直接测绘阿秒脉冲的电子动力学】文章来源: Zhou, C., Bai, Y., Song, L. et al. Direct mapping of attosecond electron dynamics. Nat. Photonics (2020). https://doi.org/10.1038/s41566-020-00730-6
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