阿秒級光脈衝

最快的阿秒級光脈衝
　德國馬普量子光學研究所的科學家近日研製成功世界最快的阿秒級光脈衝，其閃光時間僅為80阿秒（1阿秒為10-18秒），可被用於捕捉雷射脈衝的影像及觀察較大原子周圍的電子運動。相關內容刊載於6月20日出版的《科學》雜誌上。
理論上，脈衝的超短持續時間允許在阿秒甚至仄秒（1仄秒為10-21秒）的時間內觀察粒子的活動與反應。在此次成果之前，世界最快速的超短光脈衝持續時間為130阿秒。雖只是由130阿秒變為80阿秒，卻能將一直無法捕獲的影像成像，實驗證明其可成像2.5飛秒（1飛秒為10-15秒）的光脈衝。
如要達到肉眼可見，抽樣的時間必須快於雷射樣本。研究人員將相對較慢的雷射脈衝射入氖氣體團，雷射促動氖原子以極紫外光短脈衝的形式釋放出能量。而這些穿透脈衝的電子能量即可形成雷射束的側面圖像。
實驗過程中，研究人員利用了“啁啾介質反射鏡”裝置，該裝置作為一種更有效的色散補償元件，可直接從雷射振盪器中獲得短於10飛秒的光脈衝，或從脈衝和大壓縮系統中獲得短於5飛秒的光脈衝。正是這項技術將短脈衝推至極限。
目前，這台“相機”可以捕捉較大原子周圍的電子運動圖像。研究人員表示下一步研製的目標是持續24阿秒的光脈衝，因為24阿秒正是氫原子的電子從一端到另一端的時間。而以此為基礎，仄秒光脈衝也終將實現，屆時，則可以捕捉到原子核內部粒子的運動影像，原子單位便將不再神秘！