Laser xung atto giây là một loại laser xung phát ra tia laser với thời gian cực ngắn và độ rộng xung của nó nhỏ hơn 1 fs.
Laser xung atto giây có đặc tính cực nhanh và con người có thể sử dụng laser xung atto giây kết hợp với công nghệ phát hiện bơm để phát hiện hàng chục quá trình động lực học điện tử cực nhanh atto giây và có thể điều khiển chuyển động của các electron trong thời gian thực ở quy mô nguyên tử.
Ứng dụng của laser xung attosecond là một lĩnh vực khoa học mới mà nhân loại đang khám phá. Nó không chỉ giúp các nhà nghiên cứu phân tích các vấn đề vật lý cơ bản như quá trình chuyển động của electron trong nguyên tử và phân tử, cấu trúc hạt nhân nguyên tử mà còn cung cấp những phương pháp nghiên cứu mới cho khoa học vật liệu và khoa học đời sống.
Người ta sử dụng tia laser xung atto giây để nghiên cứu động lực học của các electron cực nhanh trong nguyên tử và phân tử. Các hiện tượng vật lý của nguyên tử chủ yếu bao gồm ion hóa electron bên trong nguyên tử, phân rã Auger đa electron, thư giãn kích thích electron và tạo ảnh. Nghiên cứu về phân tử chủ yếu tập trung vào quá trình phân ly và điều khiển phân tử, sự kết hợp giữa rung động và quay của phân tử với chuyển động cực nhanh của electron, v.v..
Hình (a) Sơ đồ của dụng cụ đo độ lệch phân cực ở atto giây. ( b ) Sơ đồ và phổ động năng quang điện tử của quá trình tạo electron dải bên nguyên tử He. (c) Phổ quang điện tử atto giây của các nguyên tử He được tích hợp ở góc thoát, trong đó hướng phân cực của trường cận hồng ngoại song song với hướng phân cực của chuỗi xung atto giây cực tím. ( d ) Sự phân bố động lượng của các nguyên tử He được điều chế theo góc lệch tương đối. (e) Sơ đồ xung laser để nghiên cứu sự kích thích và ion hóa đường hầm của các electron trên các nguyên tử neon và xenon, đồng thời quan sát thời gian tăng của các đường chuyển tiếp hai photon bên trong các nguyên tử He, Ne và Ar.
Ví dụ, nhóm nghiên cứu Krautz ở Đức đã sử dụng 250as attoseco400as để tạo ra cation hóa trị hai của neon. Vào năm 2017, nhóm nghiên cứu Villeneuve ở Canada đã sử dụng chuỗi xung atto giây kết hợp với điện trường laser hồng ngoại để thu được hình ảnh của gói sóng điện tử atto giây của các nguyên tử neon.