来自柏林Max Born研究所、伦敦大学学院和匈牙利塞格德ELI-ALPS的一个国际研究小组已经展示了阿秒-泵阿秒-探针光谱来研究原子的非线性多光子电离。半岛综合体育官方APP下载德甲所获得的结果为非线性光学中最基本的过程之一提供了见解。
飞秒泵浦探测光谱学彻底改变了对极快过程的理解。半岛综合体育官方APP下载德甲例如，分子的解离可以由飞秒激光泵脉冲启动，然后可以使用延时飞秒探针脉冲实时观察。探针脉冲在不同的时间延迟下询问分子的演化状态，使得记录分子解离的电影成为可能。这项强大的技术在1999年获得了诺贝尔化学奖。
然而，自然界中的一些过程甚至更快，发生在阿秒的时间尺度上。因此，理想的做法是使用阿秒泵浦脉冲启动超快过程，并使用阿秒探测脉冲询问正在研究的系统。到目前为止，阿秒泵阿秒探测光谱学已经证明了涉及两个光子吸收的相对简单的过程。半岛综合体育官方APP下载德甲然而，由于全阿秒泵浦-探针光谱非常具有挑战性，大多数阿秒科学实验只使用一个阿秒(泵半岛综合体育官方APP下载德甲浦或探针)脉冲与一个飞秒脉冲相结合。
研究人员现在已经能够演示一个泵-探针实验，在这个实验中，使用两个阿秒脉冲序列研究了复杂的多光子电离过程。这个实验需要产生非常强烈的阿秒脉冲，为此使用了一个大型激光系统。因此，研究人员在马克斯·伯恩研究所最大的实验室里进行了实验。同时，两个阿秒脉冲必须具有阿秒时间稳定性和纳米空间稳定性。这就解释了为什么这些实验如此具有挑战性。
实验的艺术可视化(图1)显示了两个阿秒脉冲序列与一个氩原子相互作用。在从阿秒脉冲中吸收了四个光子之后，从原子中除去了三个电子。有许多可能的方式可以发生这种多光子吸收。为了详细了解电子是如何从原子中移除的，研究人员改变了两个阿秒脉冲之间的时间延迟，并观察了产生了多少离子。
如图2所示，双电荷Ar的产率２＋离子(红色曲线)几乎与时间延迟无关。相反，带三电荷的Ar的产率3 +当改变两个阿秒脉冲之间的时间延迟时，离子(蓝色曲线)显示出明显的振荡。研究人员可以得出结论，多光子的吸收发生在三个步骤中:在前两个步骤中，每个步骤都吸收一个光子，而在第三个步骤中，同时吸收两个光子。在伦敦大学学院和ELI ALPS进行的计算机模拟证实了这些结果。
图2。Ar2+和Ar3+离子产率作为两个阿秒脉冲序列之间的时间延迟的函数。(a) Ar2+离子产率(红色曲线)仅作为XUV-XUV时间延迟的函数进行弱调制，而在延迟相关的Ar3+离子产率(蓝色曲线)中观察到周期为1.3 fs的明显振荡。这些结果表明，Ar2+是通过两个光子的连续吸收产生的。随后，两个额外的光子同时被吸收形成Ar3+。信贷:MBI
该实验技术不仅可以用于研究原子中的复杂过程，还可以用于研究分子、固体和纳米结构中的复杂过程。研究人员希望回答的一个令人兴奋的问题是，几个电子是如何相互作用的。这有助于在最短的时间尺度上理解最基本的过程。
