高电荷态离子阿秒激光光谱研究展望

高电荷态离子(highly charged ions,HCI)的光谱测量不仅可以检验量子电动力学效应和相对论效应等基本物理模型,还能够为天体物理、聚变等离子体物理甚至HCI光钟等研究提供关键原子物理数据.HCI离子能级跃迁大多在极紫外甚至X射线波段,受限于目前的光源技术较难直接产生该波段激光,实验室对于HCI离子的激光光谱测量十分有限.阿秒光源具有极紫外甚至软X波段的高光子能量和超短的脉冲持续时间,为实验室开展HCI的光谱测量与超短能级寿命研究等提供了新的机遇.本文分析了目前国际上利用同步辐射光、自由电子激光以及飞秒高次谐波等光源已开展的一些HCI离子光谱实验测量的基本方法、研究进展等,总结了阿秒光源、离子靶等技术的研究现状,讨论了将极紫外阿秒光源与不同HCI离子靶的技术结合开展HCI离子阿秒时间分辨激光光谱测量的可行性,并提出了一个HCI离子阿秒光谱测量的初步设计方案,为未来开展HCI光谱精密测量与离子能级寿命测量等研究提供参考.