在激光与原子、分子体系相互作用中，电子吸收了比电离所需的光子数更多的光子而发生电离的现象，被称作“ 阈上电离”（above-threshold ionization, ATI）。随着激光的出现及超短超强脉冲技术的发展，1979年P. Agostini等人首先在实验上观察到了这一现象。由于阈上电离是各种基础强场过程（如高次谐波的产生、非顺序双电离、分子解离等）的重要步骤，阈上电离的研究对于帮助研究者们认清原子、分子体系强场动力学过程，揭示相关光化学反应中的物理机制具有至关重要的意义，因而在过去的数十年里，人们对于这一现象研究始终怀有极大的热情。
武汉光电国家实验室陆培祥教授带领的超快激光研究团队长期致力于超强超短激光与原子、分子体系相互作用中的关键强场物理过程的研究。在他们的近期工作中，对强场作用下排列分子的阈上电离过程进行了研究。利用探测圆偏光作用下排列分子的阈上电离光电子动量分布，提出了一种新的分子成像方案。该方案利用圆偏振的驱动脉冲，通过一次探测即可获取分子轨道的全部空间信息，从而克服了传统使用线偏振驱动脉冲的方案中需要将被测分子旋转到各个不同的角度，进行多次测量的弊端，既可大大简化实验的操作，又可避免多次测量过程中由于实验参数波动带来的误差。
该项工作得到了国家自然科学基金（60925021，10904045，10734080）和973项目课题（2011CB808103）的资助。该研究结果发表于在Opt. Express 19, 13722-13731 (2011)。

图注：利用圆偏振的驱动光激发NO分子发生阈上电离，通过一次探测获得相应的光电子动量谱（b, e）。我们的研究发现，探测到的光电子动量谱的分布特征和被探测分子的最高占据轨道向左/右旋转90°（分别对应左/右圆偏振驱动光）后的电子密度空间分布特征一致，从而可以直观的表现出被探测分子轨道的空间结构。