强场诱导高频超荧光产生的量子相干调控研究

The study of quantum coherent control on dynamics properties of atomic or atomic-like system is currently a cross-frontier area of quantum optics, laser physics and other disciplines, which has important scientific significance and potential applications. Based on the theory of the interaction of laser field with matter, this project aims to investigate the coherent control of the occurrence of superfluorescence in high frequency regions [ultraviolet (UV), extreme ultraviolet (EUV), and X-ray]. With the collective radiation effects, the generation of superfluorescence in high frequency regions in atomic or atomic-like system will be studied. By means of decay-induced coherence, the coherent control of the structure of the suprefluorescence pulse will be pursued. On this basis, further investigations will be taken on the applications for pump-probe experiments.

量子相干调控原子类原子系统动力学行为或过程的研究是近年来量子光学与激光物理学等学科的交叉前沿研究领域，具有重要的科学意义和潜在的应用价值。本项目将基于激光与物质相互作用的理论基础，开展强场诱导原子或类原子系统中高频超荧光产生的量子相干调控研究。基于集体辐射效应，探寻原子或类原子系统内高频超荧光产生的新机制；利用辐射诱导相干效应，探讨相干调控高频超荧光脉冲结构的有效方案，并在此基础上进一步开拓其在泵浦-探测实验方面的应用研究。

本项目主要基于激光与物质相互作用的理论框架，开展了强场诱导原子及类原子系统中（如Helium原子，类氦碳离子C4+）高频超荧光产生的量子调控研究。在高密度Helium 原子气体中，利用光频波段的相干激光场可以诱导出极端远紫外（EUV）超荧光的产生。基于原子间的集体辐射效应以及原子内部的辐射诱导相干效应，可以实现对高频超荧光产生的量子相干调控。通过调节He原子气体的密度和相干激光场的强度，可以诱导高频超荧光分裂为两个频率相同的脉冲，这一结果在泵浦－探测（pump－probe）实验中有潜在的应用价值。