专题简介

近几年，我国在超快红外光源、高次谐波光源、阿秒极紫外光源以及相关光子、离子、电子谱学探测技术的发展、建设和应用方面等取得了一系列重要成果，使得我们能够在更短的时间尺度（阿秒）、更小的空间范围（皮米）以及更高的能量分辨（毫电子伏）下认识微观世界的演化规律。原子分子清晰的能级结构为检验和发展新的超快谱学方法以及仪器设备提供了最优的研究对象，其与不同波段超快光源相互作用所产生的丰富物理过程能够有效检验新建立的超快谱学设备探测微观世界的能力。《物理学报》邀请吉林大学罗嗣佐教授、上海科技大学彭鹏研究员和中国人民解放军国防科技大学王小伟副教授担任客座编辑，组织“超快原子分子谱学仪器与测量方法”专题，旨在汇聚基于原子分子与超快光脉冲相互作用所发展起来的仪器、方法以及研究结果，总结研究和测量手段的进展、需求和发展方向，为超快科学、阿秒物理、超快光学等前沿领域的发展提供研究基础，为相关前沿领域的交叉和发展提供参考和帮助。专题将陆续刊出，欢迎持续关注！

客座编辑

罗嗣佐

吉林大学

http://phy.jlu.edu.cn/info/1129/5660.htm

彭   鹏

上海科技大学

https://spst.shanghaitech.edu.cn/2021/0115/c2349a59066/page.htm

王小伟

国防科技大学

https://www.researchgate.net/profile/Xiaowei-Wang-32

专题文章

研究论文

温稠密物质交流电导率单发测量的时间精度提升与分析

肖凡，王小伟，王力，王家灿，孙旭，郑志刚，范晓慧，张栋文，赵增秀

物理学报. 2025, 74 (9): 095202

doi: 10.7498/aps.74.20250135

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摘要：基于空间啁啾的单发泵浦-探测技术是探究物质在强激光泵浦下达到温稠密态过程中电子非平衡动力学的重要手段，其时间分辨率已达到百飞秒量级。本文详细阐述了温稠密物质交流电导率的空间啁啾单发测量原理及高时间分辨实验装置，并对影响系统时间分辨率的关键因素进行深入剖析。分析表明，基于超短泵浦-探测脉冲，该系统可实现13.8 fs的时间分辨率。然而，在实际实验中，延时零点的精确标定、成像系统的景深限制以及低通滤波效应等因素，均会对系统的时间分辨能力产生显著影响。本研究不仅为提升温稠密物质交流电导率单发测量的时间精度提供了理论依据和实践指导，而且为探索强场条件下材料的超快动力学过程奠定了坚实的技术基础。

基于水窗高次谐波阿秒光源的瞬态吸收光谱装置

邓意民，张煜，陆培祥，曹伟

物理学报. 2025, 74 (15): 153201

doi: 10.7498/aps.74.20250550

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摘要：以软X射线相干光源作为超快探针的瞬态吸收光谱技术在化学、生物、材料领域有着广泛的应用前景。本文介绍一种基于桌面式软X射线光源的瞬态吸收装置的设计，该装置利用短波红外激光来驱动软X射线高次谐波阿秒光源的产生，最大光子能量进入水窗波段(>300 eV)。产生的阿秒光源与近红外激光通过孔镜合束实现了泵浦探测光路的时空同步，1 h内时间稳定性优于10 fs。利用该装置开展了氩L边及碳K边瞬态吸收光谱的初步研究，为实现元素分辨、时间分辨、跃迁通道分辨的电子动力学测量提供了重要的工具。

高能量分辨光电子干涉仪研究进展

王慧勇，李铭轩，罗嗣佐，丁大军

物理学报. 2025, 74 (15): 150702

doi: 10.7498/aps.74.20250534

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摘要：近年来，阿秒极紫外脉冲的产生与相关谱学测量技术的发展，为研究电子动力学提供了强有力的工具。阿秒时间尺度上的研究，能够实时追踪原子分子的电子运动，测量电子波包演变及其量子特性，对于揭示电子在原子或分子内部的复杂动力学过程至关重要。基于阿秒极紫外脉冲串光源发展起来的高能量分辨光电子干涉仪，以其独特的高能量和高时间分辨特性在阿秒脉冲串光源的表征、原子分子光电离时间延迟、光电子量子态测量以及激光诱导电子动态干涉等动力学研究中实现了重要的应用。本文围绕建立的先进阿秒串光源和高能量分辨电子谱学测量方法，对高能量分辨的阿秒超快光电子干涉技术及其应用进行详细介绍，并基于相关研究进展对阿秒光电子超快动力学以及量子系统相干调控的前景进行了展望。

强场多光子跃迁干涉方法探测原子分子电离时间延迟

卫孟昊，李兴，罗嗣佐，赫兰海，丁大军

物理学报. 2025, 74 (15): 153301

doi: 10.7498/aps.74.20250647

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摘要：阿秒电离动力学作为超快科学的重要研究方向，其关键实验方法与理论模型的突破对于揭示物质的超快演化过程具有重要的科学意义。强场多光子跃迁干涉方法是该领域的前沿技术之一，利用量子路径干涉原理实现对强场多光子电离动力学过程的阿秒时间分辨探测，已广泛应用于从原子到复杂分子体系中量子态分辨的阿秒级电离延迟测量与表征，为强场物理研究提供了全新的时间分辨视角。本文围绕强场多光子跃迁干涉方法在原子与分子强场多光子电离时间延迟探测中的应用展开，系统阐述该方法的量子干涉机制，总结近年来原子分子阈上电离动力学及共振量子态间阿秒级时间延迟研究方面的最新进展，并展望了该技术在未来可能的应用前景与面临的挑战。

阿秒瞬态吸收光谱: 揭示电子动力学的超快光学探针

张一晨，丁南南，李加林，付玉喜

物理学报. 2025, 74 (15): 153302

doi: 10.7498/aps.74.20250546

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摘要：阿秒瞬态吸收光谱是一种全光学泵浦-探测光谱技术。该技术利用阿秒脉冲(极紫外至软X射线区间)激发或探测应用体系，实时追踪电子跃迁、量子态演化及能量传递等过程，为揭示电子和核相关超快动力学机制提供了前沿研究手段。其核心优势在于: 1)同时具备超快时间(亚飞秒级)和精细光谱(meV级)分辨能力; 2)宽谱阿秒脉冲同时激发多个量子态，实现多能级并行探测; 3)内壳层-价态跃迁的元素与位点特异性，使其能够解析电荷转移、自旋态变化及局域结构演化。目前，阿秒瞬态吸收光谱已在原子分子物理、电子相干动力学及强场物理等研究领域取得重要突破。本文系统地阐述了阿秒瞬态吸收光谱的技术原理，重点分析其在气相和凝聚相体系的应用进展，展望其在超快物理化学和量子材料等领域的应用前景。同时，针对阿秒激光发展趋势和探测技术特点，探讨了阿秒瞬态吸收光谱技术未来发展方向。

电子/离子成像技术在冷原子分子及相关领域中的应用

刘洋，沈镇捷，王新成，江玉海

物理学报. 2025, 74 (15): 153701

doi: 10.7498/aps.74.20250415

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摘要：随着激光冷却原子分子技术和全空间电子离子成像技术的日益成熟与发展，运用动量成像技术研究冷原子特征属性和碰撞动力学是一个新兴方向，并且发展了一系列高分辨的电子离子探测装置，在冷分子反应、里德伯原子、核衰变、玻色-爱因斯坦凝聚光电离与冷等离子体、冷原子与离子/电子碰撞、冷原子相干控制、强场超快等研究方向取得一系列创新成果。本文综述了相关领域具有代表性的仪器以及相应的重要成果，最后对成像技术在冷原子上述各相关研究领域中的应用进行相应的总结，并展望了未来的发展趋势。

飞行时间光电子谱仪在超快光学测量实验中的应用

朱孝先，高亦谈，王一鸣，赵昆

物理学报. 2025, 74 (15): 154202

doi: 10.7498/aps.74.20250698

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摘要：飞行时间光电子谱仪(time-of-flight photoelectron spectrometer，TOF-PES)作为超快电子动力学研究的核心工具，凭借其数十皮秒量级的飞行时间分辨率与宽能量探测范围，在阿秒脉冲表征与强场量子过程研究中提供了不可替代的技术支撑。本文尝试系统地总结飞行时间光电子谱仪的技术原理与发展历程，探讨磁瓶式高分辨率谱仪技术在电子轨迹控制与收集效率提升方面的突破，并结合双光子跃迁干涉阿秒拍频重构、阿秒条纹相机等实验技术分析其在阿秒脉冲表征中的关键作用。此外，还介绍了TOF技术与其他高精度探测手段之间的融合应用，包括角分辨光电子能谱、冷靶反冲离子动量谱仪及速度成像谱仪，展示其在获取多维电子动力学信息方面的潜力。最后对TOF技术瓶颈以及未来发展方向进行了探讨。

专题网站链接：

http://wulixb.iphy.ac.cn/custom/topics