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光子动量亚周期超快传递过程

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光子是电磁场的量子化形式,光子不仅携带着电磁场的能量,还携带着动量。当光子与物质作用并被吸收时,其能量以及动量均被吸收。被吸收的能量可以转化为诸如物质的热能,而被吸收的动量显示为光压作用在物质上。近年来,随着激光技术的发展,激光与物质的作用成为了学界的热门研究领域。在与原子的作用中,强激光脉冲的电场可以将原子核的库伦势压低,形成一个势垒,从而束缚态电子可以从中隧穿电离出来。最近,隧穿电离过程中光子动量传递给电离电子的物理过程受到了广泛关注。然而,此前的研究仅局限于整个激光脉冲向电离电子传递的光子动量,而没有对光子动量在震荡光场亚周期时间尺度传递给电子的超快动力学过程的研究。倪宏程研究员课题组采用阿秒钟手段首次研究了光子动量亚周期超快传递过程。阿秒钟使用椭圆偏振的近红外飞秒激光脉冲对光电子进行角度调制,其中电子出射角度ϕp取决于电子电离时刻激光脉冲的瞬时矢势。这样,通过测量电子出射角度就可以还原电子的电离时刻。于是,激光偏振面上旋转的矢势可以作为阿秒钟的指针对激光传播方向的光子动量传递pz进行亚周期时间分辨(见图1)。图2(b1)和图2(b2)清晰地显示了激光传播方向光子传递给电子的动量
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