柏林马克斯·玻恩研究所的一组研究人员首次展示了重复率为 1 kHz 的阿秒泵浦阿秒探光谱 (APAPS)。通过使用离焦生成几何结构开发紧凑型强阿秒光源，这成为可能。该方法为研究阿秒级极快电子动力学开辟了新途径。

本世纪之交的第一代阿秒脉冲(1阿秒相当于10 -18秒)使人们对电子世界有了前所未有的了解。Anne L'Huillier、Pierre Agostini 和 Ferenc Krausz 因其在 2001 年首次演示阿秒脉冲的开创性工作而荣获 2023 年诺贝尔物理学奖。然而，当前的阿秒技术存在一个重要缺点：为了在泵浦探测实验中记录电影，阿秒脉冲通常必须与飞秒脉冲(1飞秒对应于10 -15秒)组合，飞秒脉冲的光学周期(几个飞秒长)被用作具有阿秒分辨率的时钟。这构成了阿秒时间尺度上电子动力学研究的限制。

自从阿秒脉冲首次演示以来，许多科学家的梦想就是进行实验，其中第一个阿秒泵浦脉冲启动原子、分子或固态样品中的电子动力学，并且第二个阿秒探脉冲以不同的时间延迟询问系统。事实证明，这个目标非常具有挑战性，因为它需要强烈的阿秒脉冲。然而，高次谐波产生(HHG)的基本过程效率非常低。因此，仅报道了极少数阿秒泵浦阿秒探光谱学 (APAPS) 的原理验证演示，这些演示利用了大型装置和低重复率(10-120 赫兹)运行的专用激光系统。

来自柏林马克斯·玻恩研究所 (MBI) 的一组研究人员现在展示了一种不同的方法，使他们能够使用更紧凑的装置进行 APAPS 实验。为此，他们使用了千赫兹重复率的交钥匙驱动激光器。这使得运行更加稳定，这是成功实施 APAPS 的关键要求。如图 1 所示，科学家们使用透视 激光脉冲在气体射流中产生阿秒脉冲。然而，与通常产生阿秒脉冲的方式相反，他们提出了将气体射流放置在距驱动激光焦点一定距离的位置，而不是靠近驱动激光焦点的位置。结果，产生了具有相对较高的脉冲能量和较小的虚拟源尺寸的阿秒脉冲，在重新聚焦后使研究人员能够获得高强度的阿秒脉冲。

研究人员利用这些稳定而强烈的阿秒源进行了 APAPS 实验，其中氩原子被阿秒泵浦脉冲电离，从而产生单电荷 Ar +离子。通过阿秒探脉冲探测这些离子的形成，导致进一步电离并形成双电荷 Ar 2+离子。结果如图 2 所示，其中观察到Ar 2+离子产率在非常快的时间尺度上增加。这表明所涉及的泵浦和探测脉冲确实具有阿秒脉冲持续时间，这也可以在图 2 的插图中看到。

本研究中使用的适度透视 驱动脉冲能量为以高达兆赫兹级别的更高重复率进行 APAPS 实验开辟了道路。驱动这些实验所需的激光系统已经可用或正在开发中。因此，这个新颖的概念可能会在极短的时间尺度上对电子世界产生前所未有的洞察力，这是当前阿秒技术无法实现的。