随着激光技术的发展，人们已经可以利用飞秒激光去对原子分子中的超快动力学过程进行调控。近些年来，双色飞秒激光场被广泛运用于操纵光电子在亚周期内的超快动力学行为。在这里双色光场是指一束IR光和一束通过倍频得到的UV光组成的光场。通过引入双色光场之间的相位延迟，可以对电离和解离中电子和离子的动力学过程进行操控。

在之前的工作中，双色光场主要是由两束具有相同偏振类型的激光场构成（双色线偏或双色圆偏），即使是运用双色正交或偏振呈一定角度的光场组合方案，也只能在偏振面中通过改变两束光之间的相对相位将光电子的角分布控制在某些特定角度，无法实现光电子角分布在整个偏振面中的精确操纵。另外，Kitzler小组在利用正交双色光场操纵电子动力学行为的过程中，发现了反常库伦效应（Phys. Rev. A 90,061401(R) 2014）。然而由于来自再碰撞和非再碰撞电子轨迹的贡献在电子末态动量谱中仍被重叠在了一起，使得这种特殊的库伦效应无法在实验上被直接观测到。鉴于此，团队提出采用具有不同偏振类型的双色光场（即线偏光+圆偏光），通过改变两束光之间的相对相位，实现对光电子角分布在整个偏振面中的精确操纵。实验结果表明（图1），在这种双色光场组合方案的作用下，光电子可以在整个偏振面中随着相位延迟发生旋转，并且通过改变两束光之间的相位延迟，可以对光电子角分布的旋转速度进行控制。通过将包含与不包含库仑势的数值模拟结果与实验结果进行对比后发现，库仑场对光电子在不同相位延迟下的产额有很大的影响。在考虑库仑势的作用后，原本呈斜漏斗状的结构最终会呈现出单边分布的结果。在相位延迟为0.25π和1.25π的位置，光电子的产额会被极大的抑制。

另外，通过分离直接电离电子轨迹和再碰撞电子轨迹，团队也发现了反常库伦效应（图2）。更进一步的，通过在线偏光的基础上引入圆偏光场，团队在改变库仑场对直接电离电子和再碰撞电子轨迹影响的同时，改变了它们在不同相对相位下的电离几率，从而在光电子角分布中将这两类电子轨迹的贡献直接区分开来，在实验上首次实现了这种特殊库伦效应的可视化和精确控制。

图2. 直接电离电子和再散射电子角分布随双色长相位延迟的变化及其对应的典型轨迹

相关研究成果以”Subcycle control of the photoelectron angular distribution using two-color laser fields having different kinds of polarization”为题，于2021年3月8日发表在PHYSICAL REVIEW A上。第一作者和通讯作者为孙旭飞副教授。该研究成果得到国家自然科学基金支持。

论文链接：

https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.103.033106