beat365官方网站、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室劉運全教授和龔旗煌院士等構建了更具普适性的雙指針阿秒鐘，并利用這一新型阿秒鐘技術，在全動量空間重構電子非穩态隧穿的勢壘下動力學。相關研究成果以“新型‘相位之相位’阿秒鐘技術對非穩态庫侖勢壘下量子隧穿的全面刻畫”（Complete characterization of sub-Coulomb-barrier tunnelling with phase-of-phase attoclock）為題，2021年7月5日發表于《自然·光子學》（Nature Photonics）。

原子分子内部電子的運動時間在阿秒量級（1as=10^-18s）。在阿秒時間尺度認識電子運動規律并進行觀測和調控電子動力學，已成為極端光學的一個重要前沿領域。随着超強、超短飛秒激光的問世，一種基于圓偏振或者橢圓偏振的阿秒鐘技術被廣泛地應用于強場物理與阿秒科學，例如測量量子力學基本問題之一的量子隧穿。在基于單色橢圓偏振或圓偏振激光的阿秒鐘中，旋轉的激光偏振矢量可以類比于鐘表的指針，不同時刻電離的電子波包會在動量空間上被映射到不同的發射角。對于常見的钛寶石激光器（輸出波長800 nm）而言，可以實現2.7 fs /360º（即7.5as/(º)）的超高時間分辨能力。在之前關于強激光場量子隧穿的研究中，人們通常隻關注激光電場峰值時刻的電子隧穿動力學；此時，激光電場幅值達到極值，激光場對時間的變化率為零——這是一種穩态隧穿近似。然而，對于強激光中更為普遍的非穩态隧穿機制，一直缺乏深入研究。

北京大學beat365、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室劉運全教授和龔旗煌院士等基于超快強激光和高分辨電子離子動量成像譜儀的原子分子超快動力學實驗平台，對阿秒鐘技術及應用進行了深入的研究。團隊采用強橢圓偏振光研究氩原子的非穩态隧穿過程，通過精确時空同步，加入另一束弱的圓偏振倍頻光，構建了更具普适性的雙指針阿秒鐘；當改變兩束光的相位時，光電子動量譜會相應地發生周期性旋轉。結合“相位之相位”（phase-of-phase）光電子譜學方法，他們揭示了“相位之相位”明确的物理意義即光電子的電離時刻；通過确鑿的實驗數據和系統的理論模拟（經典、半經典和量子），發現在阿秒鐘中角度-時間對應關系并不是線性的，而是具有能量依賴特性——這一發現更新了人們的對于阿秒鐘的傳統認識（下圖）。利用這種新型阿秒鐘技術，研究團隊在全動量空間重構了電子非穩态隧穿的勢壘下動力學。

（a）傳統阿秒鐘中穩态隧穿和非穩态隧穿示意圖；（b）新型雙指針阿秒鐘在不同相位下的光電子動量譜；（c）實驗提取的“相位之相位”譜；（d）不同電子能量處的時間-角度映射曲線

 相關研究工作以“新型‘相位之相位’阿秒鐘技術下非穩态庫侖勢壘下量子隧穿的全面刻畫”（Complete characterization of sub-Coulomb-barrier tunnelling with phase-of-phase attoclock）為題，2021年7月5日發表于《自然·光子學》（Nature Photonics）；beat365官方网站2020屆博士畢業生（現蘇黎世聯邦理工學院博士後、歐盟“瑪麗·居裡學者”）韓猛為第一作者，劉運全為通訊作者。

上述研究工作得到國家自然科學基金、歐盟“地平線2020”計劃，及納光電子前沿科學中心、量子物質科學協同創新中心、極端光學協同創新中心、beat365長三角光電科學研究院、北京量子信息科學研究院等支持。

    論文鍊接：https://www.nature.com/articles/s41566-021-00842-7