Skip to main content

Multi-Color Sculpted Light Waves for HHG Control

Article Category

Article available in the folowing languages:

Kontrola przebiegów intensywnych impulsów laserowych

Naukowcy korzystający z dofinansowania UE usprawnili kontrolę interakcji lasera z materią w warunkach silnego pola, poprzez modelowane przebiegów fal świetlnych.

Technologie przemysłowe

Jonizacja atomów i cząsteczek przez silne pola laserowe stała się podstawową techniką we współczesnej fizyce laserowej. Zasadniczym elementem zjawiska silnego pola są elektrony, które najpierw odrywają się od atomu a po około 1 femtosekundzie ponownie zderzają się z jonem macierzystym. Finansowany ze środków UE projekt "Multi-color sculpted light waves for HHG control" (MUSCULAR) wykazał przełomowy poziom kontroli nad trajektoriami takich elektronów przy użyciu przebiegów sterującej fali światła laserowego. Projekt MUSCULAR miał opracować syntezator przebiegów fali światła wielobarwnego o wystarczającej intensywności, aby uruchomić generowanie wyższych harmonicznych (HHG). Kluczowym celem tej koncepcji syntezatora było wygenerowanie składników barw konwersji w dół dodatkowo do składników barw konwersji częstotliwości w górę. Dzięki optycznemu wzmocnieniu parametrycznemu (OPA), pierwsze składniki skutecznie wygenerowały przestrajalne częstotliwości w zakresie podczerwieni. Warunkiem koniecznym dla wygenerowania stabilnych przebiegów fal światła wielobarwnego było zapewnienie stałego opóźnienia między harmoniczną optyczną konwersji w dół w odniesieniu od fali podstawowej. W tym celu naukowcy musieli aktywnie zablokować obwiednię impulsu fali podstawowej, a mianowicie fazę obwiedni nośnej (CEP). Zespół projektowy wykorzystał opracowany syntezator fali światła w celu zoptymalizowania trajektorii kwantowej elektronów w procesie HHG. Jako że fale sterujące o przebiegu sinusoidalnym nie przenoszą efektywnie energii ze światła na elektron przyspieszony, naukowcy wykorzystali kształt fali znany jaki 'fala idealna dla HHG'. Aby przeprowadzić pierwsze eksperymentalne potwierdzenie koncepcji z przebiegami fal światłą trójbarwnego, MUSCULAR zwiększył energię impulsu komercyjnego lasera iterbowego. Do układu sprzężonego laser-wzmacniacz dodano również aktywne blokowanie CEP. System OPA zasilono kontinuum światła białego w celu wygenerowania trzech składników barw konwersji w dół z zablokowaną fazą, stanowiące podstawę syntezatora. W wyniku połączenia składników w interferometrze ze stabilnością podcyklu otrzymano przebieg fali światła wielobarwnego o dostatecznej sile, aby uruchomić HHG. Usprawnienie HHG było nowym przykładem wielu możliwych zastosowań zaawansowanego kształtowania cykli optycznych. Technologia opracowana w ramach projektu MUSCULAR może być stosowana w wielu różnych warunkach oddziaływania światła z materią. Obejmuje to również elektrony Brunela, których trajektorie kształtowane polem mogą prowadzić do emisji fal terahercowych, podgrzewania plazmy i HHG na zwierciadłach plazmowych, czy laserowego przyspieszania cząstek.

Słowa kluczowe

Kontrola przebiegów falowych, impulsy laserowe, silnego pola, kształt fali, fizyka laserowa, fale światła, przebieg fali światła, generacja wyższych harmonicznych, konwersja w dół, składniki barwy, faza obwiedni nośnej, syntezator fali światła, wzmacniacz

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania