中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室激发态氩原子高次谐波产生研究取得进展。科研人员在氩气中利用介质激发态实现了增强高次谐波的产生。实验中采用泵浦探测方案(图1)，具有一定椭偏度的泵浦光将部分氩原子从基态激发到激发态，线偏振的探测光驱动产生高次谐波，观察到谐波产率随延迟的变化存在一个几十皮秒的增强平台区并且使得高次谐波转化效率相比探测光单独驱动情况增加了接近一个数量级(图2)。此外，固定相对延时在3ps处(增强平台区)改变泵浦光强度以及探测不同气体压强下增强平台区寿命，实验结果与相应的理论模拟对比可得：(1)在该实验条件下，3p+4s态在该过程中占主导地位。(2)增强平台区寿命解释为介质中电离电子与激发态原子的碰撞。

　　阿秒脉冲可以通过高次谐波过程所产生的超连续谱获得，使得在如此短的时间尺度下追踪物理、化学和生物体系中超快电子的运动成为可能，但是，该方面的应用同时面临着阿秒脉冲产生效率非常低的困境。目前，为提高阿秒脉冲产生效率，双色场以及多色场、混合气体介质、激发态介质等方案被相继提出，但是利用稀有气体激发态介质产生高次谐波在实验上还鲜有报道。

　　该方法对于提高高次谐波产生效率，获得高亮度的高次谐波和阿秒脉冲光源，进一步拓展其应用范围具有重要意义。此外，通过进一步研究激发态介质产生的高次谐波，在研究原子分子的激发态电子结构和超快电子动力学过程方面具有重要的应用前景。该研究得到了国家973项目、国家自然科学基金的支持。相关工作发表在Appl. Phys. Lett. 107, 041110 (2015)

图1

图2