光学涡旋驱动纳米环产生的可调谐高次谐波脉冲

用光学涡旋照射插层纳米环会激发电荷流，该电荷流发射出相干的高次谐波爆发序列，其频率和时间结构可由驱动涡旋光束的拓扑电荷控制。类似于同步辐射，所发射谐波的偏振也可通过相对于环平面调谐到合适的发射角来选择。环中触发的非平衡轨道磁矩以量子力学方式隧穿到更小和更大的环，分别导致高频和低频谐波产生。所发射谐波的频率可通过简单改变光学涡旋的束腰和/或缠绕数来调谐，而无需增加脉冲强度（后者可能导致材料损伤）。这些发现源于针对实际材料和激光参数的完整量子动力学模拟。所提出的装置是非破坏性的，因为仅需要中等强度的短涡旋脉冲，并且它为纳米级光学和光谱应用（如局部单光束泵浦-探测实验）提供了通用工具。