编者按

重大科学突破离不开先进科研仪器的研制和相关实验方法的建立，实验能力和测量精度的提升可以不断开拓科学前沿，产生原创性的科学成果。在超快科学领域，2018年诺贝尔物理学奖得主 Gérard Mourou和 Donna Strickland 所发明的啁啾脉冲放大技术大力推动了高能量飞秒激光器的发展，为开展强场物理、飞秒化学以及阿秒物理等前沿领域奠定了基础。2023年诺贝尔物理学奖颁给了在产生阿秒光脉冲实验方法中起重要贡献的三位科学家 Anne L’Huillier、Pierre Agostini 和 Ferenc Krausz。而基于阿秒光脉冲发展出一系列用来探测气体、液体以及固体电子动力学的先进谱学仪器和实验方法，为我们在超快的时间尺度和极微小的空间尺度探测物质电子动力学提供了有效的手段，奠定了追踪光与物质超快相互作用以及调控物质宏观性质与功能的基础。

近几年，我国在超快红外光源、高次谐波光源、自由电子激光光源、阿秒极紫外光源以及相关光子、离子、电子谱学探测技术的发展、建设和应用等方面取得了一系列重要成果，使得科研工作者能够在更短的时间尺度 (阿秒)、更小的空间范围 (皮米)以及更高的能量分辨 (毫电子伏)下认识微观世界的演化规律。受《物理学报》编辑部委托，特组织本专题，聚焦阿秒科学、超快强场物理及超快原子分子动力学等方向在超快谱学方法和仪器等方面的创新突破，邀请了国内若干活跃在该前沿领域的专家撰稿。专题内容包括阿秒谱学研究，先进的光场调控和谱学仪器在电离、碰撞、复杂体系观测、相干控制等方面的重要作用，以及我国先进谱学仪器等大科学装置研制进展等。

本专题旨在为基于原子分子与超快光脉冲相互作用所发展的仪器、方法以及研究成果提供展示平台，总结研究和测量手段的进展、需求和发展方向。我们期待这些成果能激发读者对研制先进科研仪器和建立创新实验方法的热情，了解超快测量底层逻辑，为相关前沿领域的交叉和发展提供参考和帮助。

客座编辑

罗嗣佐

吉林大学

https://teachers.jlu.edu.cn/SizuoLuo/zh_CN/index.htm

彭   鹏

上海科技大学

https://spst.shanghaitech.edu.cn/2021/0115/c2349a59066/page.htm

王小伟

国防科技大学

https://www.researchgate.net/profile/Xiaowei-Wang-32

专题文章

超快原子分子谱学仪器与测量方法专题编者按

物理学报.2025, 74(24): 240101

DOI: 10.7498/aps.74.240101

CSTR: 32037.14.aps.74.240101

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研究论文

上海软X射线自由电子激光上的复合速度成像谱仪

廖剑峰，封云飞，吴可非，陶建飞，朱文韬，黄健业，丁伯承，刘小井

物理学报.2025, 74(24): 243203

DOI: 10.7498/aps.74.20251176

CSTR: 32037.14.aps.74.20251176

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摘要：时间和角度分辨的光电离实验能够跟踪原子分子的几何构型和电子态演化，这需要在自由电子激光中测量电子离子全空间角分布。本文报道在上海软X射线自由电子激光装置上的复合速度成像谱仪的首次实验结果。在263.8 eV下，用自由电子激光电离Kr和CCl₄样品，通过Andor和TPX3CAM两台相机分别获得电子动量图像与离子质谱。Kr的3p，3d，4p光电子及俄歇电子峰的强度与前人实验符合，角分布参数β与前人计算符合。同样，CCl₄分子Cl的2p光电子、2p俄歇电子及价壳层电子的角分布也与已有计算结果符合良好。采用TPX3CAM相机测量了碎片离子的动量分布，揭示了CCl₄的光解离路径。结果表明，复合速度成像谱仪在实验中兼具全立体角收集与高分辨率优势，为自由电子激光光诱导动力学研究提供了可靠的实验平台。

基于水窗高次谐波阿秒光源的瞬态吸收光谱装置

邓意民，张煜，陆培祥，曹伟

物理学报.2025, 74 (15): 153201

doi: 10.7498/aps.74.20250550

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摘要：以软X射线相干光源作为超快探针的瞬态吸收光谱技术在化学、生物、材料领域有着广泛的应用前景。本文介绍一种基于桌面式软X射线光源的瞬态吸收装置的设计，该装置利用短波红外激光来驱动软X射线高次谐波阿秒光源的产生，最大光子能量进入水窗波段(>300 eV)。产生的阿秒光源与近红外激光通过孔镜合束实现了泵浦探测光路的时空同步，1 h内时间稳定性优于10 fs。利用该装置开展了氩L边及碳K边瞬态吸收光谱的初步研究，为实现元素分辨、时间分辨、跃迁通道分辨的电子动力学测量提供了重要的工具。

温稠密物质交流电导率单发测量的时间精度提升与分析

肖凡，王小伟，王力，王家灿，孙旭，郑志刚，范晓慧，张栋文，赵增秀

物理学报.2025, 74 (9): 095202

doi: 10.7498/aps.74.20250135

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摘要：基于空间啁啾的单发泵浦-探测技术是探究物质在强激光泵浦下达到温稠密态过程中电子非平衡动力学的重要手段，其时间分辨率已达到百飞秒量级。本文详细阐述了温稠密物质交流电导率的空间啁啾单发测量原理及高时间分辨实验装置，并对影响系统时间分辨率的关键因素进行深入剖析。分析表明，基于超短泵浦-探测脉冲，该系统可实现13.8 fs的时间分辨率。然而，在实际实验中，延时零点的精确标定、成像系统的景深限制以及低通滤波效应等因素，均会对系统的时间分辨能力产生显著影响。本研究不仅为提升温稠密物质交流电导率单发测量的时间精度提供了理论依据和实践指导，而且为探索强场条件下材料的超快动力学过程奠定了坚实的技术基础。

专题文章网站链接：

http://wulixb.iphy.ac.cn/custom/topics