14.01.2020
Одна из актуальных задач лазерной физики — в визуализации (или определении параметров) аттосекундных импульсов. Одна аттосекунда — это одна миллиардная миллиардной доли секунды (или 10 в минус 18 степени секунды). Она используется для описания таких процессов, как время оборота электрона вокруг ядра атома. Для того чтобы осознать масштаб этой единицы, достаточно представить одну секунду в масштабе существования вселенной. Сегодня лазерные технологии позволяют получать импульсы длительностью в десятки аттосекунд. И, как показывают многочисленные эксперименты и теоретические расчеты, взаимодействие таких сверхкоротких импульсов с веществом существенно зависит от формы импульса.
Новое исследование в этой области провели ученые Воронежского государственного университета. Их работа — один из шагов к визуализации аттосекундного импульса. Физики предложили новую методику определения формы аттосекундных импульсов, основанную на анализе спектров генерации гармоник. Создать метод помогли проведенные в лаборатории эксперименты и теоретические расчеты.
«Если поместить атом в сильное лазерное поле, то он отреагирует на такое воздействие очень нелинейно. Этот отклик приведет к большому количеству явлений, одно из которых — создание высоких гармоник лазерного излучения, — рассказывает один из исследователей, заведующий кафедрой теоретической физики Воронежского государственного университета Михаил Фролов. — В этом процессе атом выступает в роли преобразователя: при взаимодействии с лазерным полем он забирает значительную часть его энергии, которую затем испускает в виде единичного фотона с очень высокой частотой. Она в десятки и даже в сотни раз превосходит аналогичный показатель исходных лазерных фотонов. Это испускание вторичного излучения и называется генерацией гармоник. Его вероятность достаточно мала, но все же измерима».
Авторы работы отмечают: если направлять на атом сильное лазерное поле и аттосекундный импульс, то вероятность генерации гармоник будет зависеть от временной формы суммарного поля, которую можно изменять, варьируя время задержки между лазерным полем и импульсом. Таким образом, в своей работе ученые показали, как экспериментально получить форму сверхкороткого лазерного импульса.
Исследователи отмечают, что не являются первопроходцами в этой тематике, и ранее другими авторами были предложены методы по восстановлению формы аттоимпульса из экспериментов с сильным лазерным полем. Однако в отличие от предыдущих предложенный учеными ВГУ метод позволяет извлекать информацию о форме импульса непосредственно из экспериментальных данных без какого-либо статистически-итеративного анализа.
Фото: Max Planck School of Photonics
Нет комментариев