國內第一個高次諧波XUV雷射超快反應動力學實驗平臺在蘭州運行...

2020-12-08 科學網
國內第一個高次諧波XUV雷射超快反應動力學實驗平臺在蘭州運行

 

12月5日，中國科學院近代物理研究所原子分子動力學實驗團隊成功實現了高次諧波（HHG）產生的XUV雷射與反應顯微成像譜儀聯合運行，並開展了光電離相關的實驗研究，成為國內首家開展HHG-XUV光子與原子分子相互作用動力學實驗研究的團隊。

研究團隊引進美國KMlab的雷射系統，並利用高次諧波方法成功產生了單光子能量在（20-100）eV範圍的高性能阿秒（10-18s）XUV雷射脈衝串。與此同時，研究團隊自主研發了適用於XUV超快動力學實驗的反應顯微成像譜儀。該譜儀能夠在超高靶室真空度（10-11mbar）條件下提供高密度超聲氣體靶，並完全測量光電離產生的荷電碎片，因此能夠「拍攝」並研究由超短XUV脈衝誘導的原子、分子在阿秒時間尺度的動力學過程。這兩種先進技術的結合使得實驗團隊能夠利用XUV雷射與原子分子作用，開展超快動力學研究。

該平臺聚焦「量子少體」這一基本科學問題，為研究光與原子分子等物質的超快相互作用提供了重要手段，可從全微分角度對相關理論模型進行嚴格的實驗檢驗。加速器產生的高電荷態離子和阿秒XUV雷射與原子分子相互作用時間都在阿秒時間尺度，該平臺的建成為研究超短電磁脈衝與物質相互作用奠定了堅實的基礎；通過與重離子冷卻儲存環相結合，阿秒XUV脈衝雷射在高電荷態離子譜學研究中將展現出巨大的科學價值。

He原子的單光子光電離實驗圖譜。左圖：電子在XUV光子偏振方向上的偶極躍遷導致He+離子的位置譜；右圖：XUV光子電離He原子的光電子在探測器上的投影。

 

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