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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

首頁(yè) > 科研進(jìn)展

精密測(cè)量院準(zhǔn)晶高次諧波輻射機(jī)制研究取得進(jìn)展

2021-11-24 精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院

【字體：大中小】

語(yǔ)音播報(bào)

　　高次諧波是激光與物質(zhì)相互作用時(shí)的極端非線性頻率上轉(zhuǎn)換過(guò)程，在獲得極紫外光源、超短阿秒脈沖等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。高次諧波編碼了電子阿秒時(shí)間尺度下的動(dòng)力學(xué)信息，能夠反映物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。已有研究表明氣體、等離子體、晶體和液體均能夠產(chǎn)生高次諧波輻射。氣體高次諧波光子能量高，介質(zhì)密度低，使其產(chǎn)率較低。近年來(lái)，科研人員將目光轉(zhuǎn)向了晶體高次諧波輻射研究，但晶體較低的損傷閾值限制了高能光子的產(chǎn)生。液體可以承受更高的光強(qiáng)，但其結(jié)構(gòu)的無(wú)序性限制了高能諧波光子的產(chǎn)生。準(zhǔn)晶具有有序性，卻不具有平移對(duì)稱性，鮮有關(guān)于該體系在強(qiáng)場(chǎng)超快激光作用下的高次諧波輻射研究。

　　課題組致力于氣體、晶體和液體高次諧波理論研究，取得了一系列頗具影響力的原創(chuàng)性成果。準(zhǔn)晶平移周期性的破缺對(duì)于諧波輻射而言是機(jī)遇亦是挑戰(zhàn)，晶體的能帶理論不再簡(jiǎn)單適用。研究從Fibonacci準(zhǔn)晶入手，經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)Fibonacci準(zhǔn)晶中電子的運(yùn)動(dòng)近似滿足動(dòng)量空間的加速定理。同時(shí)，研究從準(zhǔn)晶明銳的布拉格衍射峰出發(fā)，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶分形的能帶結(jié)構(gòu)可以通過(guò)平移有效晶體的能帶而進(jìn)行重構(gòu)，有利于準(zhǔn)晶中電子動(dòng)力學(xué)信息的提取。研究表明，準(zhǔn)晶分形的能帶結(jié)構(gòu)導(dǎo)致更多電子激發(fā)通道和更頻繁的背向散射，進(jìn)而使準(zhǔn)晶具有高次諧波產(chǎn)率高、最大光子能量高、波長(zhǎng)依賴敏感等優(yōu)勢(shì)，有望成為新的可集成的固態(tài)超快光源，并發(fā)展成為全新的研究領(lǐng)域。

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Physical Review Letters上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院王寬誠(chéng)率先人才計(jì)劃“盧嘉錫國(guó)際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目”的支持。

　　論文鏈接

（a）Fibonacci數(shù)列（兔子問(wèn)題）與Fibonacci準(zhǔn)晶之間的關(guān)系示意圖；（b）Fibonacci準(zhǔn)晶高次諧波示意圖

　　近日，中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院激光誘導(dǎo)超快電子動(dòng)力學(xué)課題組在準(zhǔn)晶高次諧波研究方面取得了重要進(jìn)展?？蒲袌F(tuán)隊(duì)打通了強(qiáng)場(chǎng)超快物理與準(zhǔn)晶研究領(lǐng)域的壁壘，理論研究了準(zhǔn)晶作為超快光源方面的機(jī)理和優(yōu)越性。
　　高次諧波是激光與物質(zhì)相互作用時(shí)的極端非線性頻率上轉(zhuǎn)換過(guò)程，在獲得極紫外光源、超短阿秒脈沖等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。高次諧波編碼了電子阿秒時(shí)間尺度下的動(dòng)力學(xué)信息，能夠反映物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。已有研究表明氣體、等離子體、晶體和液體均能夠產(chǎn)生高次諧波輻射。氣體高次諧波光子能量高，介質(zhì)密度低，使其產(chǎn)率較低。近年來(lái)，科研人員將目光轉(zhuǎn)向了晶體高次諧波輻射研究，但晶體較低的損傷閾值限制了高能光子的產(chǎn)生。液體可以承受更高的光強(qiáng)，但其結(jié)構(gòu)的無(wú)序性限制了高能諧波光子的產(chǎn)生。準(zhǔn)晶具有有序性，卻不具有平移對(duì)稱性，鮮有關(guān)于該體系在強(qiáng)場(chǎng)超快激光作用下的高次諧波輻射研究。
　　課題組致力于氣體、晶體和液體高次諧波理論研究，取得了一系列頗具影響力的原創(chuàng)性成果。準(zhǔn)晶平移周期性的破缺對(duì)于諧波輻射而言是機(jī)遇亦是挑戰(zhàn)，晶體的能帶理論不再簡(jiǎn)單適用。研究從Fibonacci準(zhǔn)晶入手，經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)Fibonacci準(zhǔn)晶中電子的運(yùn)動(dòng)近似滿足動(dòng)量空間的加速定理。同時(shí)，研究從準(zhǔn)晶明銳的布拉格衍射峰出發(fā)，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶分形的能帶結(jié)構(gòu)可以通過(guò)平移有效晶體的能帶而進(jìn)行重構(gòu)，有利于準(zhǔn)晶中電子動(dòng)力學(xué)信息的提取。研究表明，準(zhǔn)晶分形的能帶結(jié)構(gòu)導(dǎo)致更多電子激發(fā)通道和更頻繁的背向散射，進(jìn)而使準(zhǔn)晶具有高次諧波產(chǎn)率高、最大光子能量高、波長(zhǎng)依賴敏感等優(yōu)勢(shì)，有望成為新的可集成的固態(tài)超快光源，并發(fā)展成為全新的研究領(lǐng)域。
　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Physical Review Letters上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院王寬誠(chéng)率先人才計(jì)劃“盧嘉錫國(guó)際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目”的支持。
　　論文鏈接
　?。╝）Fibonacci數(shù)列（兔子問(wèn)題）與Fibonacci準(zhǔn)晶之間的關(guān)系示意圖；（b）Fibonacci準(zhǔn)晶高次諧波示意圖
　　

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