РадиоЛоцман - Все об электронике

Учёные ВГУ предложили новый метод изучения характеристик аттосекундного импульса

Коллектив ученых из Воронежского государственного университета предложил новый метод для определения физических параметров ультракоротких аттосекундных импульсов. Результаты исследования физиков опубликованы в журнале «Physical Review» в статье под названием «Attosecond-pulse metrology based on high-order harmonic generation» («Метрология атосекундных импульсов на основе процесса генерации высших гармоник»).

Учёные ВГУ предложили новый метод изучения характеристик аттосекундного импульса

Для того, чтобы понять масштаб одной аттосекунды (а это 10 в минус 18 степени секунд), необходимо представить себе 1 секунду в масштабе существования вселенной. Это предельно короткий временной промежуток, определяющий характерный порядок обращения электронов по замкнутым орбитам в атоме. К настоящему времени лазерные технологии позволяют получать импульсы длительностью в десятки аттосекунд. Как показывают многочисленные эксперименты и теоретические расчеты, взаимодействие таких сверхкоротких импульсов с веществом существенно зависит от формы импульса, и поэтому одна из актуальных задач лазерной физики заключается в метрологии (определении параметров) или визуализации аттосекундных импульсов. Исследование учёных ВГУ – это один из шагов к визуализации аттосекундного импульса. Основываясь на теоретических расчётах, воронежским учёным удалось предложить новую методику определения формы сверхкоротких импульсов. Предложенный метод основан на анализе спектров генерации гармоник.

«Если мы помещаем атом в сильное лазерное поле, то его отклик на такое экстремальное внешнее воздействие становится существенно нелинейным. Этот нелинейный отклик приводит к широкому спектру нелинейных явлений, одним из которых и является генерация высоких гармоник лазерного излучения. В этом процессе атом выступает в роли нелинейного преобразователя, а именно: при взаимодействии лазерного поля с атомом последний аккумулирует значительную часть энергии поглощенных лазерных фотонов, которую затем испускает в виде единичного фотона с частотой, в десятки и даже в сотни раз превосходящей частоту исходных лазерных фотонов, – рассказывает доктор физико-математических наук заведующий кафедрой теоретической физики Михаил Фролов. – Этот процесс испускания вторичного излучения и называется генерацией гармоник. Вероятность такого процесса достаточно мала, однако является доступной для экспериментального измерения».

Учёный отмечает, что если создать условия для генерации гармоник, направляя на атом сильное лазерное поле и аттосекундный импульс, то вероятность генерации гармоник будет существенно зависеть от временной формы суммарного поля, которую можно изменять посредством варьирования времени задержки между лазерным полем и аттосекундным импульсом. Как показано в работе воронежских учёных, вероятность генерации гармоники как функция временной задержки в точности повторяет огибающую аттосекундного импульса. Другими словами, учёные ВГУ показали, каким образом можно экспериментально получать форму этого сверхкороткого лазерного импульса, реализуя эксперимент по генерации гармоник с временной задержкой между лазерным полем и аттосекундным импульсом.

«Мы не являемся первопроходцами в этой тематике, и до нашей работы был предложен ряд методов по восстановлению формы аттоимпульса из экспериментов с сильным лазерным полем. Однако стоит отметить, что в отличие от предыдущих методов предложенный нами метод позволяет извлекать информацию о форме импульса непосредственно из экспериментальных данных без какого-либо статистически-итеративного анализа», – отмечает Михаил Фролов.

Работа в этом направлении велась большим научным коллективом, который внес существенный вклад в реализацию предложенной идеи визуализации аттосекундного импульса: общие идеи и аналитические расчеты были реализованы ассистентом кафедры теоретической физики Татьяной Саранцевой, а достаточно сложные численные расчеты спектров генерации высоких гармоник атомами были выполнены коллегами из Нижнего Новгорода, сотрудничающими с группой учёных ВГУ в рамках проекта РНФ – Николаем Введенским, Александром Силаевым и Александром Романовым.

«Я думаю, что эта задача не была бы успешно решена, если бы не помощь наших старших коллег – профессора кафедры теоретической физики Николая Леонидовича Манакова и безвременно ушедшего от нас профессора Университета штата Небраска (США), почетного доктора ВГУ, профессора Энтони Стараса», – отметил в заключение Михаил Фролов.

vsu.ru

JLCPCP: 2USD 2Layer 5PCBs, 5USD 4Layer 5PCBs

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя