《美国国家科学院院刊》(PNAS)报道我校物理学院金成教授团队在阿秒科学研究领域的重要进展

2024-01-05来源:物理学院作者:傅勇审核人:李鸿涛编辑:曹佳音阅读:30

近日,我校物理学院金成教授团队在国际顶级综合类期刊 《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》(PNAS)上在线发表了题为“Controlling laser-dressed resonance line shape using attosecond extreme-ultraviolet pulse with a spectral minimum”的研究论文,南京理工大学为第一完成单位和通讯单位。物理学院博士生傅勇为该论文的第一作者,金成教授为通讯作者,合作者包括美国堪萨斯州立大学的C. D. Lin教授。

文章链接: https://doi.org/10.1073/pnas.2307836121。

阿秒脉冲被广泛地用于探测和调控原子或分子体系中的电子动力学,通常采用阿秒泵浦-飞秒探测的方案来进行:即利用阿秒脉冲将基态的原子或分子泵浦到激发态上,再用一时延的飞秒脉冲来控制该过程。在以往的研究中,阿秒脉冲泵浦的这一过程被认为是瞬发的,阿秒脉冲本身的结构并不会对结果存在显著的影响。该项工作发现具有特殊结构的阿秒脉冲作为泵浦脉冲时,会极大地影响电子动力学以及可观测谱线。

图1:(A)氦原子双激发态的三能级模型。(B)高斯和劈裂阿秒脉冲的时域包络。(C)劈裂阿秒脉冲的频域极小值示意图。(D)高斯型阿秒脉冲作用后的阿秒瞬态吸收谱。(E)劈裂阿秒脉冲作用后的阿秒瞬态吸收谱。(F)根据图(E)的线型提取的q参数随时延的变化。(G)图(D)中挑选的若干个不同时延的线型。(H, I)图(E)中挑选的不同时延的线型。

在该工作中,金成教授团队利用频域带有极小值且在时域上分裂的阿秒脉冲作为泵浦脉冲,研究了氦原子双激发态的法诺线型在这一具有特殊结构的脉冲作用下的变化,并与高斯型阿秒脉冲的结果进行了比较。结果显示高斯型阿秒脉冲作用后,阿秒瞬态吸收谱随着时延是缓慢变化的;改用这一特殊结构的阿秒脉冲作用后,吸收谱会在几十阿秒的时延内会发生非常迅速的变化,并出现了洛伦兹线型和反洛伦兹线型(如图1所示)。这一结果将提供一种新的思路来对非常短时间尺度内的电子动力学进行控制。

该工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、南京理工大学发展规划处和国际交流合作处的支持。