|
There are no translations available.
љ Современные лазеры способны генерировать световые импульсы длительностью несколько циклов оптического поля [1], обеспечивая уникальные инструменты для детектирования, понимания, контроля самых быстрых движений атомов в молекулярных системах [2] и давая возможность непосредственных времяразрешенных исследований аттосекундной динамики электронов в газах и твердотельных средах [3]. Возрастание интенсивности таких лазеров и быстрое развитие методов науки о сверхбыстрых процессах до сложных встречающихся в реальности систем многих тел с большим числом степеней свободы требует развития эффективных и практических методов нелинейно-оптических спектральных преобразований световых импульсов длительностью несколько оптических циклов поля. Взаимодействие интенсивного светового поля с веществом дает большое разнообразие нелинейно-оптических эффектов, начиная от пертурбативных сигналов различных видов нелинейной восприимчивостей [4, 5] до генерации высоких гармоник (ГВГ) в режиме сильных полей [4, 6]
Эффект ГВГ является ключевым в науке о сверхбыстрых процессах [3], позволяя генерацию аттосекундных импульсов [1], зондирование молекулярных орбиталей [2], контроль аттосекундной динамики [7 ? 9]. Физический механизм, лежащий в основе явления ГВГ, как объясняется в работе Коркума [10], включает в себя ионизацию электрона в сильном лазерном поле, ускорение свободного электрона в электрическом поле лазерного импульса, и последующее перерассеяние этого электрона на родительском ионе. Модель Коркума хорошо описывает экспериментально измеренное плато и частоту отсечки гармоник высокого порядка и существенно проникает в суть физики, лежащей в основе всаимодействия сильного поля с веществом [6]. Рамановский эффект в газах, как было показано, позволяет получить поле длительностью несколько и один оптический цикл [11 ? 15]. В наших работах показано, что связанное взаимодействие сверхкороткого импульса поля с молекулярной когерентностью импульсно возбужденной рамановской среды позволяет генерировать перестраиваемые по частоте мультигигаватные световые импульсы длительностью меньше половины оптического цикла поля [16], внутриимпульсное рамановское рассеяние капиллярах и фотонно-кристаллических полых волноводах индуцирует красный сдвиг мощных световых импульсов, давая интересные возможности для преобразования частоты сверхкоротких импульсов [16, 17], а также для полностью оптической синхронизации накачки и затравочного импульса в системе оптического параметрического усиления импульсов длительностью несколько оптических циклов [18]. В новом эксперименте нелинейно-оптическая метрология дополнена время-разрешенными исследованиями динамики электронной плотности в ионизирующемся газе [19], селективной к квантовому пути КАРС спектроскопией автоионизационных состояний [20], и полностью оптическим детектированием аттосекундной динамики электронного туннелирования [21]
[1]. E. Goulielmakis et al. Science 317, 769 (2007). [2]. J. Itatani et al. Nature 432, 867 (2004). [3]. P. B. Corkum and F. Krausz, Nature Phys. 3, 381 (2007). [4] A. L?Huillier et al., Nonlinear Optics, in Handbook of Lasers and Optics, edited by F. Trager (Springer, New York, 2007), pp. 157?248. [5] N. Bloembergen, Nonlinear Optics (Benjamin, New York, 1964). [6] T. Brabec and F. Krausz, Rev. Mod. Phys. 72, 545 (2000). [7] A. Baltuska et al., Nature (London) 421, 611 (2003). [8] M. Uiberacker et al., Nature (London) 446, 627 (2007). [9] P. Eckle et al., Science 322, 1525 (2008). [10] P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993). [11]. G. Korn, O. D?hr, and A.Nazarkin, Phys. Rev. Lett. 81, 1215 (1998). [12]. M. Wittmann, A. Nazarkin, and G. Korn, Phys. Rev. Lett. 84, 5508 (2000). [13]. S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998). [14]. A.V. Sokolov et al. Phys. Rev. Lett. 85, 562 (2000). [15]. N. Zhavoronkov and G. Korn, Phys. Rev. Lett. 88, 203901 (2002). [16]. A. M. Zheltikov, A. A. Voronin, M. Kitzler, A. Baltuska, and Misha Ivanov, Phys. Rev. Lett. 103, 033901 (2009). [17]. A. A. Ivanov, A. A. Podshivalov, and A. M. Zheltikov, Opt. Lett. 31, 3318 (2006). [18]. E.E. Serebryannikov et al. Phys. Rev. E 72, 056603 (2005). [19]. I.V. Fedotov, P.A. Zhokhov, A.B. Fedotov, and A.M. Zheltikov, Phys. Rev. A 80, 015802 (2009). [20]. A.M. Zheltikov, A.A. Voronin, M. Kitzler, A. Baltu?ka, and M. Ivanov, Phys. Rev. Lett. 103, 033901 (2009). [21]. A.J. Verhoef, A.V. Mitrofanov, E.E. Serebryannikov, D.V. Kartashov, A.M. Zheltikov, and A. Baltu?ka, Phys. Rev. Lett. 104, 163904 (2010). |
