PRL—徐至展小组—强场超快激光物理研究

近期，中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室徐至展研究组，在强场超快激光物理研究中取得多项新进展，相继发表在自2006年11月至2007年9月期间的三期《物理评论快报》（PRL）上。
 
当超快强场激光脉冲的脉宽接近或达到光场振荡周期量级时，光与物质间的极端非线性相互作用过程中将出现一系列新现象、新机制。与长脉冲激光场显著不同，周期量级激光场的波形并进而与物质的相互作用过程,不仅与光脉冲的包络形状有关，而且直接受到载波包络相位(Carrier-envelope phase, CEP)的影响。然而，如何测量载波包络相位并对其加以控制，以及如何将激光脉冲的脉宽进一步缩短到单周期乃至亚周期的量级一直是该研究领域的难点和热点。该研究组深入研究了周期量级超短激光脉冲在极化分子介质中的非线性传播过程，首次发现了传输过程中形成的光孤子脉冲其强度和脉宽等特性均与输入周期量级超短激光脉冲的载波包络相位有关。该新效应为测量未经放大的周期量级超短激光脉冲的载波包络相位提供了新方法(Phys. Rev. Lett., 99, 133602 (2007))。同时，该研究组首次提出了通过在周期量级超短脉冲激光场上叠加一个相对相位与强度精确控制的长脉冲二倍频激光场，所获得的双色合成场将等效于一个脉宽显著缩短的周期量级激光脉冲。理论研究显示，利用该双色激光场驱动气体原子中的高次谐波产生，将有望获得超宽的XUV超连续谱，为实现脉宽短于100阿秒的单个相干光脉冲开辟了新途径(Phys. Rev. Lett., 98, 203901 (2007))。
 
此外，该研究组与美国南方大学合作，研究了强激光场中氢原子阈上电离光电子角分布喷射结构的物理机制。该研究重现了已有实验观测结果，并预言了光电子角分布的新现象，证明了光电子角分布的喷射结构与光电子角动量无关(Phys. Rev. Lett., 97, 193002 (2006))。