超快狄拉克电子动力学的双色谐波光谱

高次谐波产生（HHG）是阿秒科学的标志性效应，是一种导致气体和固体发射高次谐波光的非微扰非线性过程。在气体中，极高的驱动激光脉冲强度可以耗尽基态，从而抑制脉冲后沿期间的谐波发射。本文报道了在无带隙狄拉克半金属——高定向热解石墨（HOPG）的非微扰谐波产生（NPHG）过程中，显著的超快载流子饱和动力学与类似的谐波发射抑制效应。值得注意的是，得益于其消失的带隙，HOPG 在低至 $\sim 10^{10}$ W cm$^{-2}$ 的激光强度下即可支持 NPHG。超快载流子饱和强烈调制了带间电流与带内电流之间的相互作用，这是狄拉克材料中 NPHG 的一个关键特征。利用双色光谱，我们揭示了狄拉克电子-空穴对的激发动力学及其在驱动激光脉冲存在期间对谐波发射的影响。非平衡热载流子的激发以及狄拉克点附近伴随的饱和导致带间谐波受到显著抑制，并引起可测量的时间偏移。基于半导体布洛赫方程的模拟支持了这些观测结果。我们的发现表明，场驱动的载流子饱和在无带隙固体的 NPHG 中起着关键作用。我们展示了 NPHG 和 HHG 作为超快载流子动力学的灵敏全光学探针的潜力，为狄拉克材料中的超快光电子学提供了新机遇。