亚周期驱动二能级系统高次谐波谱中的凹陷及其在时频Wigner函数负性结构中的反映

我们研究了由强、超宽带半周期与单周期脉冲（其脉宽短于跃迁频率的倒数）驱动的二能级模型系统所辐射的高次谐波谱。在此驱动 regime 下，强驱动系统辐射频率谱中典型的平台因同一频率、不同时间瞬间发射的波之间的干涉而出现明显的振幅调制。具体而言，辐射谱中一组频率处存在特征性的“凹陷”结构，其对应振幅被抑制数个数量级。理解该结构对于阿秒脉冲产生等应用是必要的，其中组成模式的数量及其相对相位十分重要。因此，我们展示了一种系统性的方法来寻找凹陷形成的频率。为进一步阐明干涉机制，我们借助时频分布函数（即Husimi函数与Wigner函数）提取相位信息。特别地，我们发现Wigner函数的负性结构对应于各个凹陷频率，且有关干涉类型的信息编码于Wigner函数负区域的图案中。由于此类时频Wigner函数实际可被测量，我们设想利用其负性结构提取亚周期时间尺度内不同时间点发射的辐射分量间的相位信息。这应为理解和设计包括短波长相干光源在内的光子学应用提供高效工具。