電子的超快動力學過程，印刻了非平衡態行為與微觀能量轉移的完整演化信息，是理解光與物質在極端時空尺度下相互作用的微觀鑰匙。為解讀這一時空編碼，泵浦—探測方法所衍生的阿秒條紋譜、RABBITT等技術，已成為解析原子分子中電子運動的關鍵工具。然而原理上，泵浦—探測過程這一間接測量的屬性需依賴外部時序參考，且其物理根源在于強場發射過程中的能譜混疊現象，這導致發射時刻信息被掩蓋于能譜之中，難以建立直接的能量—時間映射關系。因此，亟需構建能量與發射時刻之間的直接映射方法。
近期，中國科學院上海光學精密機械研究所研究團隊在電子發射超快動力學測量原理方面取得進展。研究團隊提出并實驗驗證了一種無需泵浦—探測的直接時間重建方法，可從電子能譜中直接提取出亞周期尺度的電子發射時序信息。
????該方法通過構建時域波形不對稱性的驅動場與空間非均勻性的近場環境，打破傳統能譜混疊的物理條件，從而建立起電子動能與發射時刻之間的映射關系。實驗中，團隊利用載波包絡相位穩定的單周期太赫茲脈沖驅動石墨針尖，并借助波形不對稱性與納米近場梯度的協同作用，有效抑制了導致混疊的電子再散射過程。基于這一物理映射，研究實現了從電子能譜中直接提取時間信息，并重構出73.0飛秒至81.0飛秒的電子脈沖輪廓，這與場發射理論高度吻合。通過翻轉太赫茲脈沖的載波包絡相位，實驗進一步揭示了獨特的相位依賴電子能譜，并觀測到低能峰錨定現象。同時，相位分辨模擬顯示出72.8%的截止能量調制深度和99.7%的電流抑制能力，展現了對電子發射過程的精密調控能力。
這一研究構建了新的無需泵浦探測，即可直接重構亞周期電子發射時序信息的普適性測量原理，對強場超快電子動力學測量方法具有重要意義，并對發展下一代超快電子源與光波電子器件具有重要推動價值。
相關研究成果發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部、中國科學院等的支持。