Impulsy attosekundowe

• Autorzy: Romaniuk Ryszard

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2022.4.3

Warianty tytułu

EN

Attosecond pulses

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Generacja izolowanych impulsów attosekundowych wymaga szerokiego pasma i panowania nad fazą poszczególnych składników takiego znacznego spektrum długości fal. Obszar spektralny generowanych impulsów attosekundowych o czasie trwania w okolicach i poniżej 50 as jest bardzo szeroki, tak że mówimy w zasadzie o „kontinuum attosekundowym” rozciągającym się w zakresie ekstremalnego ultrafioletu EUV i miękkiego promieniowania X - SXR. Apetyty eksperymentatorów są nienasycone, w związku z czym poszukiwane są metody dalszego skrócenia takich impulsów w kierunku pojedynczej attosekundy i poniżej. Wymaga to oczywiście przesunięcia generowanego pod kontrolą fazową kontinnum attosekundowego SRX w kierunku twardego promieniowania X - HXR, a w przyszłości także w kierunku promieniowania gamma. Izolowane impulsy attosekundowe stanowią niczym niezastąpione narzędzie badawcze w takich metodach jak np. ultraszybka spektroskopia czasowo-rozdzielcza. Dostępność coraz krótszych impulsów attosekundowych pozwala na prowadzenie badań z coraz większą rozdzielczością czasową w obszarze dynamiki elektronowej w materii, także w zakresie ekstremalnie wysokich natężeń pola i warunków relatywistycznych i ultrarelatywistycznych. W zakresie mniejszych natężeń, dostępność technicznych źródeł impulsów attosekundowych, relatywnie tanich i o niewielkich rozmiarach zmienia wiele metod badawczych i technologicznych w fizyce, chemii, biologii, inżynierii materiałowej, itp. Opanowanie technologii generacji impulsów o czasie trwania poniżej 100 as metodą HHG, ok. roku 2010 spowodowało nawet odważne wprowadzenie już wówczas terminu rewolucji attosekundowej.

EN

The generation of isolated attosecond pulses requires a wide bandwidth and phase control of the individual components of such a large spectrum of wavelengths. The spectral area of the generated attosecond pulses with a duration in the region of 50 as and below is very wide, so we are basically talking about an “attosecond continuum” extending in the range of extreme ultraviolet (EUV) and soft X-rays (SXR). The experimenter’s appetites are insatiable, so methods are being sought to further shorten such pulses towards a single attosecond. Of course, this requires a shift of the attosecond continuum generated under phase control towards hard X-rays (HXR), and in the future also towards gamma radiation. Isolated attosecond pulses are an indispensable research tool in such methods as e.g. ultrafast time-resolved spectroscopy. The availability of ever shorter attosecond pulses allows to conduct research with ever greater time resolution in the field of electron dynamics in matter, also in the field of extremely high field intensities and relativistic/ultrarelativistic conditions. On the lower intensity side, the availability of technical attosecond pulse sources, relatively cheap and of small size, of table-top type, changes many research and technological methods in physics, chemistry, biology, materials science, etc. Mastering the technology of generating pulses with duration below 100 as by the HHG method, around 2010, even resulted then in a bold introduction of the term attosecond revolution.

Słowa kluczowe

PL

impuls attosekundowy; fizyka attosekundowa; attofizyka; zjawiska ultraszybkie; generacja wysokich harmonicznych; HHG

EN

attosecond pulses; attosecond physics; attophysics; ultrafast science and technology; high harmonic generation; HHG

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 63, Nr 4
• Strony: 19--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 45 poz.

Twórcy

autor

Romaniuk Ryszard

• Politechnika Warszawska, Instytut Systemów Elektronicznych

Bibliografia

• [1] Z. Chang, P. Corkum, 2010, Attosecond photon sources: the first decade and beyond, JOSA-B, 27(11)
• [2] A.S. Johnson, et al., 2019, Attosecond soft X-ray high harmonic generation, PTS SA MPES, 377 (2145): 20170468
• [3] J. Li, et al., 04 Aug. 2017, 53-attosecond X-ray pulses reach the carbon K-edge, Nature Comm., 8 (186)
• [4] J. Duris, et al., 2019, Tunable isolated attosecond X-ray pulses with gigawatt peak power from free electron laser, arX-iv:1906.10649
• [5] D. Villeneuve, 2009, Attosecond light sources, LPAC, 65(1), 63-66
• [6] K. Midorikawa, 2022, Progress on table-top isolated attosecond light sources, NP, 16, 267-278
• [7] M. Hentschel, et al., 2001, Attosecond metrology. Nature 414, 509-513
• [8] K.T. Kim, et al., 2007, Comparison of RABITT and FROG measurements in the temporal characterization of attosecond pulse trains, arXiv:0707.4228
• [9] F. Krausz, et al., 2014, Attosecond metrology: from electron capture to future signal processing, NP, 8(3), 205-213
• [10] J.L. Miller, 2018, Attosecond measurements reach electronvolt precision, Physics Today, 71(1) 18
• [11] S. Senderberg, et al., 2020, Attosecond optoelectronic field measurements in solids, Nat. Comm., 11(1), 430
• [12] M. Garg, et al., 2016, Multi-petahertz electronic metrology, Nature 538, 359-363
• [13] J. Schoetz, et al., 2019, Perspective on Petahertz Electronics and Attosecond Nanoscopy, ACS Photonics, 6(12), 3057-3069
• [14] Z. Chang, 2011, Fundamentals of attosecond optics, Taylor and Francis, CRC Press ISBN 9781420089370
• [15] F. Lepine, et al., 2013, Molecular applications of attosecond laser pulses, ChPL 578:1-14
• [16] M. Chini, et al., 2014, The generation, characterization and applications of broadband isolated attosecond pulses, NP, 8, 178-186
• [17] I. Pupeza, et.al., 2021, EUV frequency combs for precision metrology and attosecond science. Nature Photonics 15 (3), 175-186
• [18] M.R. Bionta, et.al., 2021, On-chip sampling of optical fields with attosecond resolution. NP, 15, 456-460
• [19] M. Nisoli, M. Luccini, edit., 2019, Attosecond science and technology: principles and applications, MDPI Applied Sciences, Optics and Lasers, ISSN 2076-3417
• [20] F. Krausz, M. Ivanov, 2009, Attosecond physics, RMP 81() 163-234
• [21] L. Plaja, et al., 2013, Attosecond Physics, Springer
• [22] AttoPhysics, 2022, [iramis.cea.fr]
• [23] Krajowe Konsorcjum Femtofizyka, https://fair.uj.edu.pl/konsorcjum/informacje
• [24] Facility for Antiproton and Ion Research in Europe, https://fair-center.eu/
• [25] ELI ERIC | Home (eli-laser.eu)
• [26] ELI Beamlines - Dolní Břežany (eli-beams.eu)
• [27] ELI-ALPS Research Institute | Towards the sharp end of attoscience
• [28] Extreme Light Infrastructure - Nuclear Physics (ELI-NP)
• [29] Polska strona projektu ELI (wat.edu.pl)
• [30] K. Szmota-Anderson, R. Nietubyć, ..., A. Bartnik, H. Fiedorowicz, ..., et al., 2019, PolFEL – New facility in Poland, FEL’19, DESY, Hamburg,
• [31] R. Nietubyć, ..., H. Fiedorowicz, et al., 2021, Status of PolFEL Project, SRF’21, THPFAV003
• [32] A. Bartnik, H. Fiedorowicz, et al, 2018, PolFEL, design of the user stations, SPAS’18 IFJ Kraków
• [33] Ł. Śliwczyński, P. Krehlik, et al., 2019, Modeling and optimization of bidirectional fiber-optic links for time and frequency transfer, IEEE Trans. UFFC, 66(3), 632-642
• [34] J. Stepanenko, Cz. Radzewicz, et al., 2016, Spectral compression of femtosecond pulses using chirped volume Bragg gratings, OL, 41(8),
• [35] H. Fiedorowicz, et al., 1993, X‐ray emission from laser‐irradiated gas puff targets, APL, 62(22), 2778-2780
• [36] P. Wachulak, ..., E. Fiedorowicz, et al., 2021, 1-keV emission from laser-plasma source based on an Xe/He double stream gas puff target, OE, 29(13), 20514-20525
• [37] A.J. Arikkatt, ..., H. Fiedorowicz, et al., 2022, Laboratory system for optical coherence tomography (OCT) using a laser plasma source of soft x-rays and extreme ultraviolet and focusing ellipsoidal optics, OE, doi:10.1364/OE.454656
• [38] A.H. Zewail, Laser femtochemistry, 1988, Science, vol. 242, no. 4886, pp. 1645-1653
• [39] Attosecond Chemistry, 2022, [attochem.qui.uam.es]
• [40] X-Y. Wu, et al., 2021, Enhancement of high-order harmonic generation in two-dimensional materials by plasmonic fields. PRA, 103(4) 043117
• [41] M. Soskin, et al., 2017, Singular optics and topological photonics, Journal of Optics, 010401
• [42] V. Strelkov, 2010, Role of Autoionizing State in Resonant High-Order Harmonic Generation and Attosecond Pulse Production, PRL. 104(12) 123901
• [43] M. Kitzler, M. Lezius, 2005, Spatial Control of Recollision Wave Packets with Attosecond Precision, PRL, 95, 253001
• [44] S. Baker, et al., 2006, Probing proton dynamics in molecules on an attosecond time scale, Science, 312, no. 5772, pp. 424-427
• [45] P. Balcou, P. Salieres, 1997, Generalized phase-matching conditions for high harmonics: The role of field-gradient forces, PRA 55(4) 3204-3210

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).