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金在电子-声子非平衡状态下的热电子热反射系数
摘要： 金属的温度依赖性反射率通过热反射系数进行量化，该系数是一个取决于材料特性的参数，与金属能带结构、电子散射动力学及光子波长相关。短脉冲激光加热后，金属中的电子子系统可被驱动至远高于晶格温度的状态，从而产生独特的非平衡电子与声子散射动力学，形成有别于传统平衡态系数的"热电子"热反射效应。本研究通过超快泵浦-探测技术，对二氧化硅玻璃和蓝宝石衬底上的薄金膜进行解析定量与实验测量，成功获取该热电子热反射系数。我们不仅证实了在电子-声子非平衡状态下量化热反射率的能力，还验证了该系数与电子子系统绝对温度的预测依赖关系。本工作提出的方法为进一步理解和量化激发态散射效应对金属介电函数的影响提供了计量学手段。
关键词： 电子-声子散射、泵浦-探测技术、热反射法、德鲁德模型、电子温度
更新于2025-09-23 15:21:21
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时间分辨脉冲受激拉曼光谱技术：基于三台同步锁模激光器
摘要： 对光化学反应动力学的完整理解始于对光激发分子电子和振动结构的实时测量。采用飞秒光泵浦、拉曼泵浦和拉曼探测脉冲的时间分辨受激拉曼散射技术（TR-ISRS）是研究光激发分子结构变化的精密手段之一。我们证明，利用同步的三台锁模激光器（无需任何延时装置）即可实现这种飞秒级TR-ISRS。通过独立精确调控三个重复频率，我们实现了三束脉冲间两个延迟时间的自动扫描，从而既能快速采集数据，又能对五阶TR-ISRS信号进行大动态范围测量。因此，这种基于三锁模激光器的TR-ISRS技术有望为凝聚相和生物体系中光化学反应动力学的长期监测提供关键支持。
关键词： 泵浦-探测技术、五阶电子光谱学、脉冲受激拉曼光谱、飞秒拉曼散射、时间分辨振动光谱学
更新于2025-09-23 15:21:01
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超快时间分辨扫描隧道显微镜的最新进展
摘要： 制造更小、更快功能器件的需求，推动了对兼具高空间与时间分辨率的微观载流子及声子动力学研究技术的迫切需求。传统光学泵浦-探测方法虽可实现飞秒级时间分辨率，但受衍射极限限制难以提升空间分辨率。而扫描隧道显微镜（STM）则凭借隧道电流对针尖-样品间距的高度敏感性，实现了原子级空间分辨率。然而受电子学带宽制约，STM的时间分辨率仅能达微秒量级，这限制了其在探测各类超快动态过程中的应用。将这两种技术相结合，既能发挥光学泵浦-探测技术的优势，又可利用STM高度局域化的隧道电流，为追踪单分子和低维材料中的原子尺度超快动力学提供了可行方案。本综述将重点介绍几种通过将隧道结与脉冲电波、太赫兹、近红外及可见光激光耦合的超快时间分辨STM方法，重点阐述它们在探测载流子动力学、自旋动力学及分子运动中的应用，最后展望该领域面临的挑战与新机遇。
关键词： 太赫兹技术、飞秒激光、扫描隧道显微镜、泵浦-探测技术、超快动力学。
更新于2025-09-23 12:04:02
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[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于气体中三次谐波产生的丝化瞬态动力学研究
摘要： 我们提出了一种新颖的泵浦-探测方法来研究气体中几飞秒的瞬态动力学过程。此外，通过展示关于分子和原子气体中瞬态等离子体动力学的新发现，我们证明了该方法的可行性。理解激光驱动的等离子体动力学对诸如尾场加速[1]或激光诱导击穿光谱[2]等广泛领域都具有重要意义。我们的方法基于早期一项研究两束相互作用细丝产生等离子体增强三次谐波的实验[3]。与之不同的是，我们记录了每个延迟步长下的完整三次谐波光谱，时间分辨率高达0.7飞秒。因此，我们能够以前所未有的时空分辨率研究超快等离子体相关动力学过程。
关键词： 等离子体动力学、气体、瞬态动力学、泵浦-探测技术、三次谐波产生
更新于2025-09-12 10:27:22
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利用反向传播孤子研究充气光子晶体光纤中等离子体动力学行为的泵浦-探测方法
摘要： 我们提出一种泵浦-探测技术用于监测超快极化率变化。具体而言，该技术通过追踪反向传播探测孤子产生的色散波发射波长，测量自压缩高阶泵浦孤子在充气质心光子晶体光纤时域焦点处形成的等离子体密度。通过调节泵浦与探测的相对延迟，可绘制光纤沿线的等离子体密度分布图。与近期用于监测等离子体密度的干涉侧向探测技术相比，本方法对空气湍流和机械振动引发的不稳定性具有更强抗干扰性。我们展示了氩气和氪气填充光纤的两组实验结果，并与数值模拟进行对比。该技术为探测多种气体及混合气体的光电离过程，以及其它场景中的超快色散变化提供了重要工具。
关键词： 光电离、孤子、等离子体密度、光子晶体光纤、泵浦-探测技术
更新于2025-09-11 14:15:04
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超快全光开关的泵浦-推动-探测技术：纳米石墨烯分子案例
摘要： 过去二十年间，三束泵浦-推动-探测（PPP）技术已成为研究分子多维构型空间的成熟工具，它能揭示激发态分子多重且通常复杂的失活路径中的宝贵信息。从光谱学角度看，该技术揭示了π共轭分子及高分子中电荷对生成效率与构象弛豫的细节。此外，PPP技术通过利用这些体系中受激辐射与电荷吸收的光谱重叠，有效调控了共轭材料的增益信号。然而，共轭聚合物在高强度光激发下相对较低的稳定性，是其实际应用于塑料光纤（POF）和信号控制领域的关键限制。本文重点阐述了PPP技术在实现π共轭体系超快全光开关中的作用，并报道了新合成的纳米石墨烯分子——二苯并[hi,st]卵烯（DBOV）的光开关新实验数据。DBOV及一般石墨烯纳米结构卓越的环境与光稳定性，可为其在塑料光纤及信息通信技术中的有效应用带来显著优势。
关键词： 超快光开关、泵浦-推动-探测技术、共轭聚合物、超快光谱学、纳米石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于扭曲苝二酰亚胺双核配合物的杂化材料电子/能量转移研究
摘要： 为探究过渡金属离子配位对三联体材料性质与性能的影响，研究人员制备了对称桥联配体1,10-菲啰啉-苝二酰亚胺-1,10-菲啰啉（1,10-Phen-PDI-1,10-Phen，简称1）——该配体在湾位带有四个供电子的4-甲氧基苯氧基大位阻基团，及其与二氯铂(II)形成的方形平面配合物[{PtCl2}2-1]（2）、与二氯钯(II)形成的配合物[{PdCl2}2-1]（3），以调控这些杂化材料的光化学与光学特性。在DMSO溶剂中，这些三联体显示出源自PDI和M(II)(1,10-Phen)Cl2结构单元的强电子吸收带。通过时间相关密度泛函理论(TDDFT)对二氯甲烷中基态优化结构进行计算，获得了各化合物的紫外-可见吸收光谱。结果表明，在所研究分子中2具有最低的HOMO-LUMO能隙（二氯甲烷中为2.29 eV）。通过定制分子结构调控能量与电荷转移过程，是基于给体-受体结构单元设计未来功能化三联体杂化光电器件的重要策略。为此，我们研究了三联体在二氯甲烷中的线性吸收、荧光及超快瞬态吸收光谱，以考察不同功能化策略对光学特性、光稳定性及光诱导电荷转移(CT)过程的影响。观测到的1、2、3中从给体单元到受体部分的超快分子内电荷转移，与荧光猝灭及瞬态吸收测量中更快的单重态衰减相关。该分子内电荷转移机制也与先前研究的非对称对应物进行了对比，结果显示对称化合物比非对称化合物具有更快的电荷转移速率。
关键词： 密度泛函理论，配位化合物，超快泵浦-探测技术，苝二酰亚胺，杂化材料
更新于2025-09-04 15:30:14
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通过镁共掺杂提高GAGG:Ce闪烁晶体的响应时间
摘要： 通过揭示皮秒时间尺度内非平衡载流子的动力学特性，研究了Gd3Al2Ga3O12:Ce闪烁晶体中导致发光响应时间的激发态Ce离子种群动态。采用光学泵浦-探测技术，通过选择性激发晶体的结构单元并探测随时间和光谱位置变化的诱导吸收。研究发现：由Gd离子空穴吸收和占据Ce离子第一激发态的电子（其内中心弛豫时间为500飞秒）共同导致的数皮秒级快速响应；非平衡电子在向发光Ce离子迁移过程中被基质捕获是激发态Ce离子种群慢成分的成因。实验证实即使Mg共掺杂低至10 ppm也能消除慢成分，该消除效应与符合时间分辨实验中响应速度的提升相关联，显示出GAGG:Ce,Mg在医疗和高能物理应用中的潜力。
关键词： 响应时间、非平衡载流子、光学泵浦-探测技术、镁共掺杂、闪烁晶体、GAGG:Ce、符合时间分辨率
更新于2025-09-04 15:30:14
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用于探测固体密度等离子体的高次谐波产生的优化与表征
摘要： 激光与固体在亚皮秒时间尺度相互作用产生的高能量密度等离子体状态，为实验室构建天体物理等离子体以研究其特性（如频率相关折射率）开辟了途径。现有测量等离子体复折射率导致的吸收和相位变化的探针，是来自高次谐波产生（HHG）的极紫外（EUV）与软X射线（XUV）超短脉冲。对于固体密度等离子体的单次曝光测量等严苛成像应用，需优化HHG探针的光子数并表征其逐次脉冲的强度与波前稳定性。实验中基于紧凑型二极管泵浦激光驱动的相干EUV源，针对氩气和氙气优化了单脉冲光子数，并表征了逐次脉冲的强度稳定性和波前变化。实验结果与估算HHG产额的解析模型高度吻合，所得数值与现有固体密度等离子体数据对比后，证实了HHG作为探针的可行性。
关键词： 泵浦-探测技术、极紫外光、二极管泵浦激光器、高能量密度物理、高次谐波产生
更新于2025-09-04 15:30:14