多周期中红外激光驱动产生明亮孤立阿秒软 X 射线脉冲

飞秒激光驱动的高次谐波产生使得捕捉分子和材料中的超快动力学成为可能。然而，迄今为止，最短的阿秒（as）脉冲仅在光谱中 100 eV 以下的极紫外（EUV）区域产生，这限制了可探索的材料和分子系统范围。在此，我们利用先进的实验和理论展示了一种显著的物理汇聚现象：当使用中红外激光驱动高次谐波产生过程时，产生明亮软 X 射线的最佳条件自然地与产生孤立阿秒脉冲的条件相吻合。发生相位匹配的时间窗口随着驱动激光波长的增加而迅速缩小，以至于对于 2 \mu m 驱动激光，产生明亮的孤立阿秒脉冲成为常态。利用这一认识，我们首次演示了在高达 180 eV 光子能量下产生孤立软 X 射线阿秒脉冲，这些脉冲表现为线性啁啾的 300 as 脉冲，其变换极限为 35 as。最令人惊讶的是，我们发现与 EUV 中的阿秒脉冲产生相比，需要长持续时间、多周期的驱动激光脉冲才能高效地产生孤立软 X 射线 bursts，以减轻激光场与 X 射线场之间的群速度走离，否则这种走离会限制转换效率。我们的工作展示了一种清晰且直接的方法，用于在整个光谱的软 X 射线区域稳健地产生明亮的电磁辐射阿秒脉冲。