據悉，阿秒脈沖是在自然時間尺度(阿秒(10-18秒))上進行電子動力學時間分辨研究的不可或缺的工具。
環形光束在空間中的傳播。突出顯示的區域指示應放置鏡子的位置，以有效地將阿托秒脈沖與產生的激光束分開。
研究包括符合學和對統計或信噪比要求較高的實驗，特別是在化學和生物學中固體和分子樣品的研究。對于這些前沿的研究課題，科學家需要在一定的單位時間內增加阿秒脈沖的數量，這只能通過增加阿秒源的重復頻率來實現。為此，需要一個高平均功率和高重復頻率的激光源。然而，與使用低功率驅動器的傳統阿秒光束相比，驅動激光源的高平均功率帶來了困難:產生后很難將阿秒脈沖從高平均功率激光束中分離出來。為了克服這個問題,科學家的極端光基礎設施的阿托秒脈沖光源塑造了激光束的環形形狀,并結合適當的實驗配置他們達到了最高attosecond-pulse-train每個鏡頭所產生的能源系統重復率高于10 kHz。
這些結果是由Peng Ye 博士和他的同事在Balázs Major博士和Katalin Varjú教授的指導下使用ELI ALPS的HR-GHHG束流線獲得的。雖然J.Peatross在1994年提出了使用環形光束產生高次諧波的想法，自那以后Y.Mairesse在2003年使用低功率激光器產生阿秒脈沖，但要將這一概念推廣到高平均值，有幾個障礙必須克服才能成功。主要的困難在于，當使用高平均功率的激光器時，應仔細和適當地考慮激光脈沖通過自由空間和電離產生介質的傳播。ELI ALPS的科學家將這種方法應用于高平均功率系統，因此獲得了迄今為止從產生點到目標位置的最高阿秒脈沖傳輸率。
用環形光束產生和測量阿秒脈沖的示意圖。
該方法依賴于高諧波產生過程中涉及的強場效應。聚焦后的環形激光束傳播到一個類高斯固體光點上，在聚焦處產生阿秒脈沖，然后進一步傳播到一個完美的環形光束。由于激光脈沖的強電場作用，這種光-物質相互作用產生了高度的非線性效應，所產生的阿秒光束的形狀與激光光束的形狀不同。這樣它就可以在空間上從驅動激光中分離出來。ELI ALPS的科學家們還利用自由傳播的優勢將探測光束塑造成環形，這樣它就可以與低損耗的阿秒脈沖相結合。因此，泵浦探測實驗可以受益于阿秒脈沖和探測激光束的高能量。
模擬
在ELI ALPS上實現了100 kHz的高能阿秒脈沖序列源，許多需要高重復頻率和足夠能量的實驗現在都可以進行。
來源：High-Flux 100?kHz Attosecond Pulse Source Driven by a High-AveragePower Annular Laser Beam，Ultrafast Science，10.34133/2022/9823783
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