浅谈阿秒脉冲的机理及应用课件.ppt

1、浅谈阿秒脉冲的机理及应用浅谈阿秒脉冲的机理及应用刘冠男 19系指导教师：刘之景一一.阿秒脉冲研究的意义阿秒脉冲研究的意义二二.阿秒脉冲产生和测量的机理阿秒脉冲产生和测量的机理三三.实验应用实验应用四四.展望展望 1阿秒（as）=10-18秒1阿秒相对于1秒两亿年中秒针嘀嗒一下的光阴 奔马的相片奔马的相片 原子的图像原子的图像化学反应中的成键与断裂化学反应中的成键与断裂 飞秒激光（飞秒激光（10-15s）原子内的电子跃迁原子内的电子跃迁 阿秒激光脉冲阿秒激光脉冲 “阿秒物理学阿秒物理学”二二.阿秒脉冲产生和测量的机理阿秒脉冲产生和测量的机理1.遇到问题光的波长飞秒脉冲的产生，依赖于可见光和近红外

2、光波段，在这个波段，光波完成一次振荡的时间为：T=23fs然而，脉冲持续的时间（脉冲宽度）t不可能短于一个光振荡周期 T本质困难！2.解决问题解决问题利用超短超强脉冲与惰性气体作用，产生高次谐波，从而得到阿秒脉冲。相位锁定光学参量或同步飞秒激光产生的可见光亚谐波技术。利用高次谐波产生技术的方法利用高次谐波产生技术的方法 超强超短脉冲（飞秒脉冲）惰性气体 高次谐波 阿秒脉冲 更短的波长，更小的更短的波长，更小的 脉宽脉宽F=kx任何一个回复力与位移有关的机械系统，都能在一定的共振频率上形成振荡，弹簧是这样一个系统，同样，一个孤立的原子也是一个这样的系统F库仑 电子 电子振荡 强光场 偏离平衡位置

3、外加电场力F外 偏离的电子 复杂运动 高频振荡 高频电磁波 高次谐波原子特殊的共振系统换句话说高强度激光场把电子从原子中“拉”出来，然后又使其复合回去，就可以辐射出高次谐波。通过只允许最高频率的滤波器，即可滤出高能光子，从而得到阿秒脉冲。3.阿秒脉冲的测量机理 阿秒脉冲的测量带给人们的，是比阿秒脉冲的产生更大的挑战互相关测量1999年，物理学家Papadogiannis互相关测量思想 电离 激光 具有一定动能的电子 动能改变 三.阿秒脉冲的实验产生 Nature杂志上，来自奥地利维也纳技术大学，加拿大国家研究中心和德国比利斐尔德大学的研究人员报道了他们产生的650as的光脉冲。实验装置 从电离氖气的荧光辐射可以看到喷射出金属管的气体流 物理学家Anne LHuiller说，“这是一个重要的实验，它为我们打开了一扇通往研究原子分子中电子的极端超快过程的大门”四四.展望展望问题与前景问题与前景问题：我们需要性能更稳定，能量更高的问题：我们需要性能更稳定，能量更高的阿秒激光脉冲阿秒激光脉冲新思想：双脉冲机理新思想：双脉冲机理其他方法：采用可见光波段亚谐波合成阿其他方法：采用可见光波段亚谐波合成阿秒脉冲秒脉冲