近日，國防科技大學理學院趙增秀教授課題組在Nature子刊《自然-通訊》(Nature Communication)和物理學頂級期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)接連發表兩篇高水平論文，闡述了該研究團隊在空氣激光和固體諧波等研究方向取得的突破性進展，展現了研究團隊在新型光場產生與探測上的先進技術和對微觀量子態實現多時間尺度強場超快量子調控的能力，研究成果將為物質科學和信息技術領域的相關研究提供重要支持。
研究團隊與上海光機所姚金平研究員團隊合作，首次觀測到飛秒強激光電離空氣產生的波長從310納米到420納米的紫外波段超連續相干光，提出了氮分子離子激光的激光協同連續輻射(LACE)新機制，展示了強場電離的Stark效應和多光子共振在離子體系相干輻射中的重要作用，為全波段超連續相干光源的製備提供了可行方案。該研究成果以「強場離子相干驅動極紫外超連續譜產生」(Ultraviolet supercontinuum generation driven by ionic coherence in a strong laser field)為題，發表在國際頂級期刊《自然·通訊》(Nature Communications 2022，13，4080)，第一作者為理學院某系博士研究生雷鴻斌，通訊作者為趙增秀教授和上海光機所姚金平研究員。
激光協同連續輻射（LACE）機制示意圖
研究團隊與斯坦福大學的S. Ghimire教授合作，首次發現激光與固體作用過程中相鄰原子產生的高次諧波會通過自注入的形式參與後續的諧波產生過程，並基於這一自注入機制，提出了紫外光注入協同固體高次諧波產生的新方案，成功將固體高次諧波截止能量提高了3倍，為後續發展基於固體介質的阿秒激光光源提供了新思路。該研究成果以「固體高次諧波截止能量的擴展方案：一維氧化鋅晶體示例」(Proposal for high-energy cutoff extension of optical harmonics of solid materials using the example of a one-dimensional ZnO crystal)為題，被國際物理學頂級期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)接收，第一作者為理學院某系博士研究生郎躍，通訊作者為國防科技大學劉金磊副教授、趙增秀教授和美國斯坦福大學S. Ghimire教授。
基於紫外注入的固體高次諧波拓展三步模型
研究工作得到了國家自然科學基金重大研究計劃、國家重點研發計劃、國防科技大學自主科研、高層次創新人才工程和青年創新獎等項目的支持。
作者 | 趙晶 劉金磊
編輯 | 許鑫
