高温下回声增强的分子取向

超短激光脉冲被广泛用于瞬态无场分子取向——这一现象在化学反应动力学、超快分子成像、高次谐波产生以及阿秒科学中十分重要。然而，显著的分子取向通常需要旋转冷分子，如稀薄分子束中的分子，因为混沌热运动不利于取向过程。在此，我们提议利用先前在强子加速器、自由电子激光器和激光激发分子中观测到的回声现象机制，来克服破坏性的热效应，并在高温下实现高效的无场分子取向。在我们的方案中，线偏振短激光脉冲由于脉冲后自由演化期间的非线性相位混合，将分子旋转相空间中的宽泛热分布转变为许多分离的窄细丝。属于各个细丝的分子子群具有大幅降低的角速度弥散。它们是旋转冷的，随后的中等太赫兹（THz）脉冲可轻易使其取向。分子气体的整体增强取向在一些延迟后实现，在结合不同细丝贡献的回声过程中达成。我们的结果表明，回声增强的取向比单独 THz 脉冲的取向高一个数量级。该机制稳健——适用于不同类型的分子，且取向程度对温度相对不敏感。方案中使用的激光与 THz 脉冲易于获取，允许在各种应用中快速进行实验演示与测试。打破相空间为独立细丝以克服阻碍性热条件，可能在分子取向之外找到广泛应用。