From quantum control of electron hole dynamics in polyatomic molecules towards attosecond pulse shaping

从多原子分子中电子空穴动力学的量子控制到阿秒脉冲整形

基本信息

项目摘要

Attosecond Science has emerged with the discovery of coherent electron-ion collisions induced by a strong laser field, usually referred to as re-collisions . Within one optical period an electron is removed from an atom or molecule, accelerated by the oscillating laser field, and driven back to re-collide and radiatively recombine with the parent ion. This process - high harmonic generation (HHG) - produces tens of eV-broad coherent spectra and has two crucial applications. First, high harmonic emission is used to generate attosecond pulses of light, which can then be used in time-resolved pump-probe experiments. Second, ultra-broad coherent harmonic spectrum carries attosecond information about the underlying nonlinear response, which can be extracted. Our proposal contributes to both applications. Its main objective is to lay the theoretical foundation for attosecond “pulse shapers” in XUV domain. We will develop methods for controlling the properties (spectral phases, amplitudes and polarizations) of attosecond pulses as they are produced by controlling electron-hole dynamics between ionization and recombination. The latter will be achieved by controlling laser-induced transitions between different electronic states of the ion on attosecond time scale and/or controlling the ionization regime. We expect that our approaches will contribute to the development of HHG spectroscopy of multielectron dynamics, with application to shaped attosecond XUV pulses that will open new ways of controlling matter on attosecond time scale.
阿秒科学随着强激光场引起的相干电子-离子碰撞的发现而出现,通常称为再碰撞。在一个光学周期内,电子从原子或分子中移出,被振荡激光场加速,并被驱回重新碰撞并与母离子辐射重组。这个过程——高次谐波产生(HHG)——产生数十电子伏特的宽相干光谱,有两个重要的应用。首先,高次谐波发射用于生成阿秒光脉冲,然后可用于时间分辨泵浦探测实验。其次,超宽相干谐波谱携带有关潜在非线性响应的阿秒信息,可以提取这些信息。我们的建议对这两种应用都有贡献。其主要目标是为XUV领域的阿秒“脉冲整形器”奠定理论基础。我们将开发控制阿秒脉冲特性(光谱相位、振幅和偏振)的方法,因为它们是通过控制电离和复合之间的电子空穴动力学产生的。后者将通过在阿秒时间尺度上控制激光诱导的离子不同电子态之间的跃迁和/或控制电离状态来实现。我们期望我们的方法将有助于多电子动力学 HHG 光谱的发展,并将其应用于整形阿秒 XUV 脉冲,这将开辟在阿秒时间尺度上控制物质的新方法。

项目成果

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Looking inside the tunnelling barrier: I. Strong field ionisation from orbitals with high angular momentum in circularly polarised fields
观察隧道势垒内部:I 圆偏振场中高角动量轨道的强场电离
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    10.1038/nphoton.2016.109
  • 发表时间:
    2016-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    35
  • 作者:
    Hartung, Alexander;Morales, Felipe;Doerner, Reinhard
  • 通讯作者:
    Doerner, Reinhard
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