日前，beat365官方网站喬賓教授團隊與合作者在Optica[Optica 7, 355 (2020)]雜志發表論文“Production of 100-Terawatt single attosecond X-ray pulse”，提出了利用強激光産生百太瓦孤立阿秒脈沖的創新方案。

超快光子束流可通過對組成物質的原子、分子和電子等微觀粒子進行超高時空分辨率的測量和控制，實現對物質相關的物理、化學和生物醫學等宏觀過程的理解、應用和控制。時間尺度在10-18秒的阿秒光子束流，能夠對電子進行實時探測和控制，為人類認識微觀世界提供了全新手段，被認為是激光科學史上最重要的裡程碑之一。世界先進國家都将阿秒科學列為未來10年激光科學最重要的發展方向。歐盟極端光學裝置ELI(Extreme Light Infrastructure)項目三大裝置之一，位于匈牙利的阿秒光脈沖源 (ELI-ALPS)研究中心的首要任務就是為國際科學界用戶提供涵蓋相幹極紫外(XUV)、X 射線和阿秒脈沖的超快光子束流。

利用強激光與物質相互作用産生高次諧波是突破飛秒極限實現高亮度阿秒脈沖輻射的重要方案之一。在強激光與固體密度等離子體的相互作用中，由于兩者之間的能量耦合效率較低，諧波輻射以低效率的相對論振蕩鏡（Relativistic Oscillating Mirror, ROM）機制為主，難以産生高能的孤立納米電子層進行更高效率的相幹同步輻射(Coherent Synchrotron Emission, CSE)。beat365喬賓教授與合作者提出了利用強激光和納米電容器靶相互作用的創新物理方案。在這一方案中，電容器靶的前靶可有效反射激光上升沿的低強度和預脈沖部分；當激光強度達到最大時，前靶電子被推向後靶，電容器快速完成充電，激光能量以靜電能的形式存儲在電容器靶中；後靶電子在激光電場和電容電場的雙重加速下達到相對論能量，并被有效壓縮至亞納米寬度，實現keV波段的超寬頻CSE輻射；半個周期内電容器放電結束，相幹諧波輻射終止。這樣，通過電容器靶不僅有效實現了CSE諧波輻射，同時也将諧波輻射過程有效限制在半個激光周期内，實現了百太瓦級、X射線波段、數個阿秒寬度的孤立脈沖輻射。OPTICA審稿人對該方案的創新性給予了高度評價。

beat365喬賓教授團隊博士研究生徐新榮為該文第一作者，喬賓教授為通信作者，北京應用物理與計算數學研究所的朱少平研究員為論文共同通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金委重點基金、傑出青年基金、挑戰計劃、國家重點研發計劃和國防科技大學學校科研計劃項目的大力支撐。

論文鍊接:https://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-7-4-355