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线性到非线性飞秒激光脉冲在空气中聚焦的能量极限 Yu.E.Geints 1 , DVMokrousova 2 , DVPushkarev 2 , GERizaev 2 , LV
线性到非线性飞秒激光脉冲在空气中聚焦的能量极限 Yu.E.Geints 1、DVMokrousova 2、DVPushkarev 2、GERizaev 2、LVSeleznev 2、I.Yu.Geints 1,3、AAIonin 2 和 AAZemlyanov 1、1 VE Zuev 俄罗斯科学院西伯利亚分院大气光学研究所，1，Zuev 院士广场，托木斯克 634055，俄罗斯 2 PN 俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所，53 Leninskii pr.，莫斯科 119991，俄罗斯 3 莫斯科国立大学物理学院，列宁戈里，莫斯科 119991，俄罗斯 * 电子邮件：ygeints@iao.ru 摘要 紧密聚焦高功率超短激光的传播光学介质中的脉冲通常受介质光学非线性的显著影响，这会显著影响非线性焦点周围的激光脉冲参数，并导致不可避免且通常不受欢迎的焦腰空间扭曲。我们介绍了在不同空间聚焦下飞秒 Ti：蓝宝石激光器脉冲在空气中传播的实验研究和数值模拟结果。我们集中研究了不同聚焦方式下的光谱角和空间脉冲变换 - 从线性到非线性，当脉冲成丝时。据我们所知，我们首次发现了激光脉冲数值孔径范围 - 即从 NA = 2·10 -3 到 5 10 -3（对于 1 mJ 的激光脉冲能量），其中激光脉冲频率角谱和脉冲空间形状的畸变最小。通过数值模拟，我们发现了各种聚焦条件下的阈值脉冲能量和峰值功率，在此范围内，空气中的线性和强非线性激光脉冲聚焦之间会发生转变。结果表明，随着脉冲数值孔径的增大，该能量极限降低。我们的研究结果确定了足够的激光脉冲数值孔径和能量，以获得焦点附近具有良好光束质量的最大激光强度，适用于各种激光微图案化和微加工技术。1.引言光学介质的强非线性通常在高峰值功率激光脉冲在该介质中的传播中起着显著的作用，这导致脉冲时空自调制和其光谱成分的大规模变化，发生在脉冲高强度区域，即在伴随相对较高的自由电子密度的细长等离子体通道的激光束丝中。在空气和其他透明介质（如水、固体电介质等）中，这种丝状物的峰值强度可高达数百TW/cm2，而平均丝状物横向尺寸因传播介质、激光波长和聚焦条件的不同而从几个微米到数百微米不等[1]。在丝状化过程中，激光脉冲发生深度自相位调制，这导致其频率角谱显著丰富。这也导致了宽超连续谱翼[2]和高发散圆锥发射环[3]的形成。到目前为止，已经有大量研究致力于超短激光脉冲的成丝及其可能的应用（例如，参见评论[1,4,5]）。在峰值功率P 0 超过自聚焦临界功率P c 的准直或聚焦激光脉冲传播过程中，成丝现象开始于所谓的非线性焦点。可以使用半经验马尔堡公式相当准确地估计到非线性焦点的距离z sf
使用相干形状的自由电子迈向原子分辨率量子测量
自由电子为原子分辨率下探测材料特性提供了强大的工具。超快电子显微镜的最新进展可以使用激光脉冲来操纵自由电子波函数。如果可以将电子显微镜的空间分辨率与激光脉冲探测量子系统中的相干现象的能力相结合，那将非常重要。为此，我们提出了一个新颖的概念，该概念利用了由激光脉冲塑造的自由电子，以测量材料中的量子相干性。我们发展了材料中形状电子和任意量子位态之间相互作用的量子理论，并展示了互动后电子能谱如何使测量量子状态（在bloch球上）以及脱位或松弛时间ðt2 = t = t1Þ。最后，我们描述了这样的电子如何从多个量子位检测和量化超高。我们的方案可以在超快传输电子显微镜（UTEM）中实现，开为原子分辨率下量子系统状态的全面表征开辟了道路。
与the鼠激光脉冲的光电离心词
摘要通过极端超紫罗兰（XUV）attosecond激光脉冲对原子或分子的光电离，需要仔细考虑来自光电离过程导致的离子 +光电子纠缠程度。在这里，我们考虑通过the骨的attosent激光脉冲对中性H 2的光电离心引起的相干H 2 +振动动力学。我们表明，chi脚的激光脉冲导致离子 +光电子纠缠以及从纯状态到混合状态的过渡。这种过渡的特征是评估纯度，对于转换限制的attosent激光脉冲而言，它接近统一性，并降低到由在光电离过程中填充的振动态数确定的值，以增加chirp参数的值。在计算中，通过用短的超紫色（UV）激光脉冲计算H 2 +阳离子的时间延迟解离来探测振动动力学。独立于chirp的大小，可以通过记录XUV-UV延迟依赖性动能与随附的光电子的动能，从而恢复相干的振动动力学。
georgios lefkidis 10.10635.0158160.pdf -kluedo
采用旋转形式或磁异质结构的逻辑功能网络的概念正在变得越来越流行。将逻辑片段纳入电路需要磁分子或涉及的簇之间的物理键。在此框架中，我们系统地研究了三个碳链的封闭系统上的超快激光诱导的自旋操作方案，并附着三个Ni原子。在包含自旋 - 轨道耦合和外部磁场后，各种适当量化的时间分辨的激光脉冲在地下时量表中实现了不同的超快自旋动力学SCE-NARIOS涉及自旋flip和长距离自旋转移过程。我们还研究了外部磁场对自旋流和自旋转移过程的各种影响。此外，我们获得了由双激光脉冲诱导的自旋动力学过程，而不是单个激光脉冲。我们建议增强自旋叉和自旋转移过程的空间可寻址性。本文中介绍的发现将提高我们对碳基磁分子结构的磁性特性的了解。他们还支持自旋动力学及其在未来分子旋转设备中的潜在应用的相关实验实现。
超短激光诱导电子空穴纳米等离子体的双流体等离子体模型
超短激光脉冲是诱导材料改性的有力工具 1–4。特别是在透明电介质中，超短激光脉冲可用于局部修改材料块内的化学结构、折射率、色心密度，光聚合，产生纳米光栅、表面纳米结构或内部空隙。大量应用领域受益于基础性进步：外科和生物医学应用、光子学、微流体学、高速激光制造 2,5–7。将这些应用推进到纳米结构需要数值建模的支持 8。在激光诱导的强场下，束缚电子从价带跃迁到导带 1,9,10，在价带中留下一个空穴。电子-空穴等离子体的粒子在激光场中被加速，通过碰撞电离导致自由载流子密度倍增，并可能产生致密的电子-空穴等离子体。最后，在远大于几皮秒的时间尺度上，材料内部发生热和结构事件 1 。我们的模型侧重于等离子体密度的积累，时间尺度可达几皮秒。已经开发了大量不同的模型来研究超短激光脉冲（约 100 fs）在高强度范围内（约 10 14 W/cm 2 ）在介电体中的传播以及随后的电离。这些模型可分为两类。第一类是几种
激光驱动的电子和质子加速度的缩放与多picsecond Secime中激光脉冲持续时间，能量和强度的函数
1马萨诸塞州核科学与工程系，马萨诸塞州剑桥，马萨诸塞州剑桥市02139，美国2劳伦斯·利弗莫尔国家实验室，加利福尼亚州利弗莫尔，加利福尼亚州94550，美国3美国3. 30332, USA 5 Department of Physics, Florida A & M University, Tallahassee, Florida 32307, USA 6 Department of Physics, University of California at Los Angeles, Los Angeles, California 90095, USA 7 Central Laser Facility, Rutherford Appleton Laboratory, Didcot OX11 0QX, United Kingdom 8 General Atomics, La Jolla, California 92093, USA 9 Los Alamos National美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯实验室，美国10号物理学系，马萨诸塞州马萨诸塞州马萨诸塞州马萨诸塞州剑桥市02139，美国11等等离子科学与融合中心，马萨诸塞州技术研究所，马萨诸塞州剑桥，美国马萨诸塞州02139，USA
由 1 kHz 钛宝石激光脉冲泵浦的光参量放大器的高转换效率，可产生可调谐的高次谐波
摘要：我们报告称，通过将市售的 Ti：Sapphire 飞秒、1 kHz 激光系统与光参量放大器 (OPA) 相结合，实现了近 50% 的高转换效率。对于 1 kHz 和 35 fs 持续时间的 2.2 mJ/脉冲的输入能量，在信号波长为 1310 nm 时，信号加上闲置脉冲的总 OPA 输出能量为 1.09 mJ/脉冲。我们发现，由于 OPA 中的高增益饱和，输出光束轮廓几乎是平顶的。利用信号脉冲，我们在气体中产生高次谐波，并测量从氩气中电离的光电子的速度图图像与信号波长的关系。我们观察到，在高次谐波光子能量的特定范围内，在低动能区域观察到四倍光电子角结构。我们的结果表明，具有高转换效率OPA和超高斯光束轮廓的输出脉冲可用于需要在极紫外区域产生可调谐高次谐波的实验。
激光驱动的电子和质子加速度的缩放与多picosecond Secime中激光脉冲持续时间，能量和强度的函数
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使用双色 X 射线自由电子激光脉冲观察种子 Mn Kβ 受激 X 射线发射
K β x 射线发射光谱是分析 3 d 过渡金属系统电子结构及其超快动力学的有力探针。选择性增强特定光谱区域将提高这种灵敏度并提供全新的见解。最近，我们报道了使用 x 射线自由电子激光观察和分析了 Mn 溶液中 K α 放大的自发 x 射线发射以产生 1 s 芯空穴粒子数反转 [Kroll 等人，Phys. Rev. Lett. 120，133203 (2018) ]。要将这种新方法应用于化学上更敏感但更弱的 K β x 射线发射线，需要一种机制来胜过 K α 发射的主导放大。本文报告了使用两种颜色的 x 射线自由电子激光脉冲对 NaMnO 4 溶液中种子放大 K β x 射线发射的观察结果，一种用于产生 1 s 核心空穴粒子数反转，另一种用于种子放大 K β 发射。将观察到的种子放大 K β 发射信号与相同立体角中的传统 K β 发射信号进行比较，我们获得了超过 10 5 的信号增强。我们的发现是增强和控制 K β 光谱选定最终状态的发射的第一步，可应用于化学和材料科学。
Microsoft Word-组10 2D TMD-PDSE2用作非线性光学材料，用于获得可切换激光脉冲生成模式 - fam.docx
此外，通过利用现场发射透射电子显微镜（Fetem，Jeol Model JEM-2100F）来分析样品。为此，将制备的PDSE 2 -IPA上清液在约1：3的体积比下稀释，然后将稀释的溶液滴在Cupper网格上，并在真空干燥机中在60°C下干燥24小时。在图3（a）中，显示了随机选择的薄片的TEM图像，其中所选薄片的侧向尺寸分别在短轴中约为103 nm，在长轴中分别为207 nm。这些结果与AFM测量的观察非常匹配。此外，如图3（b）所示，以高分辨率的TEM量表进行了样品，以高分辨率的TEM量表进行了研究，该量表列出了一些PDSE 2的晶体晶格平面。晶格平面分别确定为（102），（112）和（212），这些晶格平面分别与0.35 nm，0.30 nm和0.22 nm的d间距相对表[62]。此外，如图3（c）所示，从所选区域电子衍射（SAED）模式中检测到了几个代表PDSE 2的晶格平面的多态环。这些数据表明PDSE 2样品具有高结晶度和多晶特征。我们的数据也与先前证明的结果相当一致[62]。在图3（d）中，