泛音对于基音中的每个周期都有多个周期。谐波在光波中的工作方式与泛音类似。
在 20 世纪 90 年代，吕利耶在隆德大学发表了一系列文章，继续探索这种效应。她的研究结果有助于从理论上理解这一现象，为下一次实验突破奠定了基础。
逃逸电子产生谐波
当激光进入气体并影响其原子时，它会引起电磁振荡，扭曲原子核周围电子的电场，可令电子从原子中逃逸出来。然而，激光的电场是持续振荡的，当它改变方向时，松散的电子可能会冲回原子核。在电子的运动过程中，它从激光的电场中获得了大量额外的能量。为了重新回到靠近原子核的基态，电子必须以光脉冲的形式释放多余的能量。这些来自电子的光脉冲产生了实验中出现的谐波。
激光与气体中的原子相互作用
实验发现了激光产生谐波的机制。它是如何工作的？
1、与原子核结合的电子通常不能从原子中逃逸，它没有足够的能量将自己从原子电场形成的势阱中拉升出来。
2、原子受到激光脉冲的影响，其电场会发生扭曲。当电子仅被狭窄的势垒所束缚时，量子力学允许其隧穿并逃逸。
3、自由电子仍然受到激光电场的影响并获得一些额外的能量。当电场转动并改变方向时，电子会被拉回。
4、为了重新附着在原子核上，电子必须摆脱其在逃逸途中获得的额外能量。这种能量以紫外线的形式发射，其波长与激光场的波长相关，并且根据电子移动的距离而有所不同。
光的能量与其波长相关。实验发射出的谐波中的能量与紫外线相当，其波长比可见光的波长短。由于能量来自激光的振荡，因此谐波的振荡将与原始激光脉冲的波长形成了优雅的比例。光与许多不同原子相互作用的结果是形成一组特定波长的不同光波。
一旦这些谐波出现，它们就会相互作用。当光波的峰值叠加时，产生的光就会变得更强，但当一个光波的波峰与另一个的波谷叠加时，产生的光就不那么强。在适当的情况下，谐波重合，从而出现一系列紫外光脉冲，其中每个脉冲的周期为几百阿秒。物理学家在 20 世纪 90 年代就理解了其背后的理论，但真正的突破发生在 2001 年，那时，科学家才真正识别并测试了这种脉冲。
用最短的光脉冲探索电子世界：当激光穿过气体时，气体中的原子会产生紫外光谐波。在适当的条件下，这些谐波可能是同步的。当它们的周期重合时，就会形成集中的阿秒脉冲。实验设置示例：激光被分成两束，其中一束用于产生一系列阿秒脉冲。然后将该脉冲序列添加到原始激光脉冲中，并将该组合用于执行极其快速的实验。
皮埃尔·阿戈斯蒂尼（Pierre Agostini）和他在法国的研究小组成功地制造出了一系列连续的、像是多个车厢串联的火车一样的光脉冲，并对其进行了研究。他们使用了一种特殊的技巧，将这个“脉冲列车”与原始激光脉冲的延迟部分放在一起，以查看谐波如何彼此同步。他们还测量了“脉冲列车”中脉冲的持续时间，发现每个脉冲仅持续 250 阿秒。
与此同时，费伦茨·克劳斯（Ferenc Krausz）和他在奥地利的研究小组正在研究一种可以挑选单个脉冲的技术——就像将火车上的一个车厢脱开并将其切换到另一条轨道一样。他们成功分离出了持续 650 阿秒的脉冲，该小组用它来跟踪和研究电子脱离原子束缚的过程。
这些实验证明阿秒脉冲可以被观察和测量，并且它们也可以用于新的实验。
现在阿秒世界已经触手可得，这些短脉冲光可以用来研究电子的运动。现在可以产生低至几十阿秒的脉冲，并且这项技术一直在发展。
电子的运动变得容易理解
阿秒脉冲可以测量电子被拉离原子所需的时间，并检验电子与原子核结合的紧密程度如何决定该时间的长短。我们可以在原子和材料中重建电子分布，让电子从一侧振荡到另一侧，或从一个位置振荡到另一个位置；在此之前，电子的位置只能用平均值来衡量。
阿秒脉冲可用于测试物质的内部过程，并识别不同的事件。这些脉冲已被用来探索原子和分子物理学的细节，并在电子、医学等领域具有应用潜力。
例如，阿秒脉冲可用于推动分子，从而发出一个可测量的信号。来自分子的信号具有特殊的结构，这是一种可以揭示其“身份”的指纹，在医学诊断等领域都可能具有潜在应用。
