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理学院2015级本科生在物理权威期刊上发表论文:提出产生孤立阿秒脉冲的新方法
时间: 2019-11-18 来源: 理学院 作者: 点击: 10

 

近日,理学院应用物理系 2015级本科生何黎伟同学在金成教授指导下,提出了利用两色激光形成的“时间门”来产生软X射线孤立阿秒脉冲的新方法。相关研究成果发表在物理1区期刊《Photonics Research》上,题目为“Optimization of temporal gate by two-color chirped lasers for the generation of isolated attosecond pulse in soft X rays”(论文链接:javascript:;)。该论文中,何黎伟同学为第一作者,金成教授为通讯作者,合作者有花伟杰教授和余超讲师。

1 “时间门”以及高光子能量孤立阿秒脉冲的产生

阿秒(10的负18次方秒)是目前人类掌握的最短时间尺度。一阿秒之于一秒相当于一秒之于宇宙寿命。2001年,维也纳技术大学实验室内一个大约500阿秒脉冲的测定,标志着阿秒科学这一前沿学科的诞生。孤立阿秒脉冲是开展阿秒科学研究的重要工具。目前实验室中产生的最短孤立阿秒脉冲的纪录为2017年实现的53阿秒。如何产生软X射线波段内的高亮度孤立阿秒脉冲是近年来的研究热点。针对这一问题,何黎伟等人利用基因遗传算法优化两色啁啾激光波形,将软X射线高次谐波的发射有效地限制在一个很短的时间间隔内,即“时间门”内,并进一步利用非线性介质中的相位匹配来选择出“短”轨道电子的发射,从而实现了软X射线孤立阿秒脉冲的产生(如图1所示)。另外,通过增加驱动激光的脉冲宽度,增加气体压强,和拓展高次谐波的截止能量,这种双色“时间门”机制的适用性得到进一步的验证。与其他方法相比,双色“时间门”机制具有转化效率高、谐波频谱宽、驱动激光脉冲长等优点,将有助于软X射线孤立阿秒脉冲成为高强度和高时间分辨的便携式光源。

在本科阶段的后两年里,依托学校提供的本科生科研训练和毕业设计平台,何黎伟同学在金成教授的悉心指导下,经过勤奋钻研,取得了骄人的成绩。目前,何黎伟同学已经免试保送至南京大学物理学院攻读研究生,继续理论物理探索之路。此外,上述研究工作还得到了江苏特聘教授、国家“青年千人计划”人才项目和国家自然科学基金的资助。


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