由激光驅(qū)動(dòng)原子、分子、或等離子體產(chǎn)生的遠(yuǎn)紫外（EUV）高次諧波輻射是阿秒光譜技術(shù)的基礎(chǔ)，也為了解物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)屬性提供了可能。最近的實(shí)驗(yàn)和理論驗(yàn)證了飛秒量級的中紅外場與塊狀半導(dǎo)體相互作用可以產(chǎn)生深紫外輻射并且可對其進(jìn)行光學(xué)控制，從而推動(dòng)了固體強(qiáng)場物理的發(fā)展。
本文展示了一個(gè)利用超薄的 sio2 薄片和脈寬為幾個(gè)光學(xué)周期甚至亞光學(xué)周期的強(qiáng)激光脈沖相互作用，產(chǎn)生寬帶的 EUV 輻射，能量達(dá)到 40 電子伏特。實(shí)驗(yàn)條件如下：激光脈寬1.5個(gè)周期，波長800nm，脈沖能量0.5μJ，入射到一個(gè)厚度為 120nm的多晶 sio2 薄膜上，再通過鋁膜只讓 EUV 范圍的光通過，最后用光譜儀探測，如圖1（b）所示，得到的光譜如圖 1（c）所示?？梢钥匆姀?qiáng)度峰值在奇次諧波處出現(xiàn)，證明了驅(qū)動(dòng)光場與發(fā)射的 EUV 場間具有相干性。
在最底端導(dǎo)帶處沿布里淵區(qū)的Γ-Μ方向由激光場驅(qū)動(dòng)的電子波包如圖 2（a）所示，圖 2（b）所示的是能帶內(nèi)分散的空間諧波成分，每個(gè)諧波成分對 EUV 譜的貢獻(xiàn)如圖 2（c）所示，總的發(fā)射譜（黑色）是所有空間諧波的貢獻(xiàn)總和。當(dāng)利用導(dǎo)帶最底端處沿Γ-Μ方向的真實(shí)能量分散來計(jì)算時(shí)，利用半經(jīng)典模擬可以得到與實(shí)驗(yàn)獲得的光譜圖（圖 1c）相符合的結(jié)果，如圖 2（d）所示。進(jìn)一步驗(yàn)證了產(chǎn)生的輻射和帶內(nèi)電流之間的相關(guān)性。
圖 3（a）中的 EUV 束輪廓圖的尺寸和形狀都與利用自由空間傳播和半經(jīng)典模擬得到的圖 3（b）圖（藍(lán)線）吻合，并且顯示了發(fā)射的 EUV 的全空間相干性。為了進(jìn)一步獲得了從激光到極紫外的轉(zhuǎn)換效率，圖 3（c）通過對比 sio2和氣體介質(zhì)發(fā)射的 EUV 場發(fā)現(xiàn)從 sio2 發(fā)射的 EUV 場強(qiáng)度比氣體產(chǎn)生的高八倍。當(dāng)使用更強(qiáng)的激光場時(shí)，EUV 譜向更高的光子能量擴(kuò)展可獲得超連續(xù)譜如圖 3（d），使用更強(qiáng)的光場時(shí)超薄樣品由于物理融化會(huì)產(chǎn)生降解，但是當(dāng)使用較厚的樣品時(shí)，物理融化會(huì)受到壓制則軟 X 射線的相干發(fā)射會(huì)增加。在塊狀固體中的相干非線性電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生寬帶EUV 輻射，為追蹤固體中的強(qiáng)場電子動(dòng)力學(xué)阿秒控制提供了新的可能。
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