Применение многослойных тонкопленочных мишеней для генерации гармоник высокого порядка
Введение
Одной из наиболее прорывных идей использования фемтосекундных лазеров является генерация когерентного излучения в XUV и рентгеновском спектральных диапазонах и, в частности, генерация аттосекундных импульсов [1]. Такое излучение является единственным средством изучения временных процессов на молекулярном и атомном уровнях, что важно для развития новейших исследований в атомной и ядерной физике. Генерация гармоник высокого порядка может являться основой для создания компактных источников когерентного вакуумного ультрафиолета (ВУФ) и рентгеновского излучения, которые в свою очередь могут использоваться для приложений в спектроскопии и микроскопии различных материалов, в том числе наноструктур и биологических сред. Для генерации аттосекундных импульсов излучение фемтосекундного лазера фокусируют в газовую струю [2]. При этом, энергия фемтосекундных импульсов должна быть не менее нескольких сотен мкДж, а эффективность преобразования составлять ~ 10-8. В последнее время развива
Содержание
Введение…………………………………………………………………………..3
Глава 1. Генерация гармоник высокого порядка
1.1. Описание процесса генерации гармоник………………………………...5
1.2. Экспериментальная реализация HHG…………………………………...8
Глава 2. Оптимизация измерительной диагностики
2.1. Исследование спектров пропускания в образцах MgF2, CaF2 и кварцевого стекла………………...15
2.2. Теоретический расчет параметров призмы………………………...….19
2.3. Теоретический расчет параметров дифракционной решетки……....22
Заключение……………………………………………………………………...29
Список использованной литературы………………………………………..30
Приложение. Техника безопасности…………………………………………32
Список используемой литературы
1. High-harmonic generation from solids / S.Ghimire., D.A. Reis // nature physics. – 2019, 15. – P.10-16.
2. Attosecond science based on high harmonic generation from gases and solids / J.Li., J.Lu., A.Chew // nature communications. – 2020.
3. Стрелков В.В., Платоненко В.Т., Стержантов А.Ф., Рябикин М.Ю., Аттосекундные электромагнитные импульсы: генерация, измерение и применение. Генерация высоких гармоник интенсивного лазерного излучения для получения аттосекундных импульсов, 2016
4. Сизмин Д.В., Нелинейная оптика. СарФТИ,2015.
5. Емелин М.Ю., Рябикин М.Ю. ОСНОВЫ АТТОСЕКУНДНОЙ ФИЗИКИ (электронное пособие): Учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2014. – 52с.
6. Мухин, И.Б., М.Р. Волков, И.А. Викулов, Е.А. Перевезенцев, and О.В. Палашов, Иттербиевая лазерная система для исследований параметрического усиления фемтосекундных импульсов с центральной длиной волны ~2 мкм. Квантовая электроника, 2020. 50(4), p. 321–326.
7. Recent trends in high-order harmonic generation in solids / J. Park, A. Subramani, S. Kim // nature physics. – 2022.
8. Перевезенцев, Е. А. Особенности создания мощных дисковых лазеров на иттербиевых средах с криогенным охлаждением:специальность 01.04.21 «Лазерная физика» : Диссертация на соискание
В случае сильного поля спектр гармоник приобретает качественно новые черты: в нем помимо резко спадающего участка в области низких частот наблюдается широкое платообразное распределение, простирающееся в область высоких частот и резко обрывающееся при частотах, в десятки или даже сотни раз превышающих частоту падающего излучения (рис. 2, б). Это явление получило название генерации гармоник высокого порядка (HHG – high harmonics generation) [5].
Эксперименты, в которых реализуется такой режим, стали возможны с появлением мощных фемтосекундных лазеров. Результаты первых экспериментов по наблюдению HHG при воздействии высокоинтенсивного фемтосекундного лазерного излучения на атомарные газы, были опубликованы в конце 1980-х годов. Уже через несколько лет после первых наблюдений HHG был накоплен большой экспериментальный материал, относящийся к этому явлению. Однако, основные результаты были продемонстрированы с применением газовой струи в качестве среды взаимодействия. В последние годы получил развитие подход генерации гармоник высокого порядка в твердотельных мишенях. Основными преимуществами являются возможность уменьшения необходимой пиковой мощности, минимальная величина материальной дисперсии, а также простота реализации. Но, из-за наличия