上海光機所在CO+激發(fā)態(tài)的量子相干效應(yīng)研究中取得進(jìn)展

日前，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室在CO+激發(fā)態(tài)的量子相干效應(yīng)方面取得進(jìn)展。

超強超短激光技術(shù)的發(fā)展改變了光與物質(zhì)相互作用的方式，為人類提供了前所未有的極端物理條件。但強場物理范疇通常只考慮基態(tài)和連續(xù)態(tài)的貢獻(xiàn)，束縛態(tài)到束縛態(tài)躍遷與激光場共振引起的量子相干性通常被忽略。因此，強場量子光學(xué)研究幾乎處于空白。近年來，強場電離誘導(dǎo)的空氣激光現(xiàn)象備受關(guān)注，是強場電離和量子態(tài)相干耦合共同作用的結(jié)果，架起了強場原子分子物理和量子光學(xué)研究的橋梁。在飛秒激光制備的分子離子體系中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了空氣激光現(xiàn)象，觀察到了相干增強的離子非線性效應(yīng)以及量子擦除、量子存留等諸多量子相干行為。大量研究表明，強場超快激光產(chǎn)生的分子離子體系是研究強激光與物質(zhì)相互作用的新穎量子光學(xué)平臺。

該研究利用近紅外和紫外飛秒激光脈沖共振激發(fā)，在CO+中產(chǎn)生了真空紫外（VUV）相干輻射。通過測量VUV輻射隨雙色激光脈沖延時的依賴，發(fā)現(xiàn)在長達(dá)500 ps延時范圍內(nèi)，VUV輻射呈現(xiàn)周期性振蕩。傅里葉分析表明，這些振蕩對應(yīng)于CO+第一激發(fā)態(tài)的轉(zhuǎn)動量子拍頻。理論分析表明，這是共振激發(fā)過程中多通道干涉的結(jié)果，理論計算與實驗觀測吻合較好。在該研究中，傅里葉光譜的分辨率為0.067/cm，比光譜儀的分辨率好兩個數(shù)量級。該研究開啟了強場量子相干現(xiàn)象在分子精細(xì)常數(shù)測定和離子超快動力學(xué)中的應(yīng)用。

相關(guān)成果發(fā)表在《光學(xué)快報》上。相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金、中科院前沿科學(xué)重點項目、上海市市級科技重大專項、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人等項目的支持。

論文鏈接：http://doi.org/10.1364/OL.432315