中国科学院上海光学精密机械研究所曾志男、郑颖辉研究员的课题组提出了利用多光周期中红外垂直偏振双色场产生高强度keV单阿秒脉冲的方案。利用这一方案产生的阿秒脉冲强度相比于传统方法有较大的提高，强度比单色场方案提高30倍，比平行偏振双色场方案提高5倍。
图1 长波长激光与原子相互作用可以产生阿秒脉冲，反过来阿秒脉冲也可以用来给原子内部的电子运动过程“拍电影”。
（图片来源：http://www.nanowerk.com/news/newsid=15840.php）
高强度的keV单阿秒脉冲（IAP）以其在物理、材料和信息技术等众多领域存在广泛应用，近年来成为研究热点。阿秒脉冲的产生方法有许多种，其中最有效的方法之一是通过生成高次谐波来得到。高次谐波截止区光子能量与驱动波长的平方成正比，因此实验上通常用波长为数微米的中红外激光作为驱动光源来产生keV的高次谐波。然而，由于转换效率以波长的-5到-6次方形式急剧下降，因此通过单色场高次谐波方法产生的单阿秒脉冲强度很低，极大地限制了其应用范围。
为克服keV单阿秒脉冲强度低的问题，中国科学院上海光学精密机械研究所曾志男、郑颖辉研究员的课题组提出了利用多光周期中红外垂直偏振双色场（MIR-OTC）产生高强度keV单阿秒脉冲的方案。模拟结果发现，利用这一方案产生的阿秒脉冲强度相比于传统方法有较大的提高，强度比单色场方案提高30倍，比平行偏振双色场方案提高5倍。相关结果发表在Chinese Optics Letters 2017年第7期上。
图2 利用多光周期1800 nm/900 nm中红外垂直偏振双色场方案得到高次谐波谱光谱。左上图为高次谐波谱，左下图为时频分析图；右图为选取不同的光谱“驼峰”对应时域上产生的单阿秒脉冲。图中ω0，T0分别是1800 nm基频光的角频率和光周期。
该方案基于光场整形原理，利用多光周期中红外激光和与之垂直偏振的倍频光与氦气相互作用，通过改变双色场延时，可以在二维方向操控电子与母核的碰撞过程，大幅减少了轨道间的干涉效应，由此得到多个不同光谱段的“驼峰”状的准连续谱。通过这一方案，无需相位补偿，直接滤出4 µm/2 µm MIR-OTC方案产生的“驼峰”，可以得到高强度的1.8 keV，约360 as的脉冲。
该工作还指出，利用多光周期驱动脉冲，结合长聚焦方案，允许更高的抽运能量，可以得到更强的keV单阿秒脉冲。相比于传统方法，该方案简单易实现，且更可靠。
后续工作将讨论宏观传播对该方案的影响，并直接利用多光周期太瓦或者拍瓦中红外垂直偏振双色场，结合长聚焦方案，从实验上产生高强度的keV单阿秒脉冲。
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