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澳大利亚阿秒科学设施及格里菲斯大学量子动力学中心的研究人员说，制造极紫外（EUV）区域光干涉装置的难点有二：一，难以用高于脉冲周期的精度、精确控制EUV脉冲在干涉仪两臂之间的延迟；二，必需的高反射率EUV光学器件尚未问世。
如今格里菲斯大学的研究团队克服了这些障碍，发明了一种新的干涉测量技术，能够简化测量光诱导过程中的超快动力学。研究人员使用干涉技术来测量时间延迟，分辨率达到了仄秒（即10的负21次方秒）。
这一技术无需对驱动激光和EUV脉冲分束，而是利用单束高斯光束的固有特性（Gouy相位）生成了两束相干高谐波脉冲。此外，这种全光学、利用Gouy相位的直接EUV干涉技术无需使用EUV反射镜等光学器件，并且无需对气体压力进行校准、以确保数量密度相同。这一技术的分辨率约为300微弧度（μrad），折合约100仄秒。
研究人员Mumta Hena Mustary说：“这一创纪录的时间分辨率是通过干涉测量实现的，即将存在延迟的光束相互重叠，并测量其合并后的亮度。”
为研究氢分子核动力学对电子运动的影响，研究人员使用EUV Gouy相位干涉测量技术，测量了高次谐波产生（HHG）信号中的一个小相位差，以深入了解氢分子的两种不同同位素相关的电子-核动力学。
研究人员精确测量了轻（2H）和重（2D）氢同位素产生的高谐波相位差和相应的HHG相位延迟，测量了在HHG光谱中观测到的所有谐波的发射时间延迟。测得所有谐波的相位差几乎是恒定的，大约是200毫弧度（mrad），也即约3阿秒（即10的负18次方秒）的相位延迟。
上海交通大学的研究人员对格里菲斯团队的实验工作进行了仿真。上海交通大学的研究人员们使用先进的理论方法，全面模拟了氢同位素中发生的HHG过程，包括在不同近似水平上的核和电子运动的所有自由度。实验和仿真结果之间呈现出很高的拟合性，这使格里菲斯团队对其发明的干涉技术充满信心，坚信这种技术能用于研究潜在物理过程的最基本特征。
Gouy相位EUV干涉技术为测量不同原子和分子的谐波发射相位开辟了一条途径。除了同分异构体或同位素比较，这一技术还能用于观察到强激光场中分子结构，以及核运动对电子动力学的微妙影响等。
此项研究发表于Ultrafast Science，文章见：www.doi.org/10.34133/2022/9834102。
