自然杂志2024,Vol.46Issue(3) :203-220.DOI:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.03.005

短波自由电子激光在原子分子和团簇中的应用

Atomic,molecular and cluster applications of short-wavelength free-electron lasers

董瑞超 冯金泽 王新成 江玉海
自然杂志2024,Vol.46Issue(3) :203-220.DOI:10.3969/j.issn.0253-9608.2024.03.005

短波自由电子激光在原子分子和团簇中的应用

Atomic,molecular and cluster applications of short-wavelength free-electron lasers

董瑞超 1冯金泽 2王新成 2江玉海3
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作者信息

  • 1. 中国科学院上海高等研究院 基础交叉中心,上海 201210;中国科学院大学 未来技术学院,北京 100049
  • 2. 上海科技大学大科学中心/物质科学与技术学院,上海 201210
  • 3. 中国科学院上海高等研究院 基础交叉中心,上海 201210;上海科技大学大科学中心/物质科学与技术学院,上海 201210
  • 折叠

摘要

短波自由电子激光产生的从极紫外(XUV)至硬X射线范围内连续可调的超强、超快和高相干性的脉冲辐射,为研究原子、分子和团簇中的超快电子和结构动力学过程开辟了新的途径.从原子的少光子单电离、少光子多电离和多光子多电离过程,到单脉冲的分子结构成像和时间分辨的分子动力学,再到团簇中的超快能量和质子转移过程,短波自由电子激光的应用非常广泛,并且取得了一系列重大的成果.通过一些科学案例,梳理了短波自由电子激光在原子、分子和团簇领域的研究进展.最后,总结了短波自由电子激光目前在该领域取得的成就,并展望了未来发展趋势.

Abstract

Short-wavelength free-electron lasers provide ultra-intense,ultra-fast,and highly coherent pulse radiation,tunable from extreme ultraviolet(XUV)to hard X-ray regimes,opening up new avenues for studying ultra-fast electron and structural dynamics processes in atoms,molecules,and clusters.From the few-photon single-ionization,few-photon multiple-ionization,and multi-photon multiple-ionization processes induced in atoms to single-pulse imaging of molecular structures and time-resolved molecular dynamics,further to ultra-fast energy and proton transfer processes in clusters,short-wavelength free-electron lasers have a wide range of applications and a number of groundbreaking achievements have successively achieved.The recent research progress of short-wavelength free-electron lasers in the field of atoms,molecules and clusters is systematically reviewed through several illustrative scientific cases.Finally,the current achievements and future development trends of short-wavelength free-electron lasers in this field are summarized and prospected.

关键词

自由电子激光/内壳层电离/多光子非线性/超快动力学

Key words

free-electron laser/inner-shell ionization/multiphoton nonlinear/ultrafast dynamics

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基金项目

国家重点研发计划(2022YFA1604302)

国家自然科学基金重点项目(12334011)

出版年

2024
自然杂志
上海大学

自然杂志

CSTPCD
影响因子:0.791
ISSN:0253-9608
参考文献量64
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