13 января 2020, 20:12

Физики научились определять параметры ультрабыстрых лазерных импульсов

Физики научились определять параметры ультрабыстрых лазерных импульсов

Max Planck School of Photonics

Группа российских ученых предложила новый способ определения физических параметров аттосекундных лазерных импульсов. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Physical Review A.

Аттосекунда — это одна миллиардная миллиардной доли секунды. Она используется для описания таких процессов, как время оборота электрона вокруг ядра атома. К настоящему времени лазерные технологии позволяют получать импульсы длительностью в десятки аттосекунд. Но согласно многочисленным экспериментам и расчетам взаимодействие таких сверхкоротких импульсов с веществом сильно зависит от формы импульса и других его параметров. Поэтому физиков очень интересуют методы их определения.

Новая работа российских ученых — один из шагов к визуализации аттосекундного импульса. Исследователи предложили новую методику определения формы сверхкоротких импульсов. Она основана на анализе спектров генерации гармоник. Создать новые метод помогли теоретические расчеты и проведенные в лаборатории эксперименты.

«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».

По словам авторов работы, если направлять на атом сильное лазерное поле и аттосекундный импульс, то вероятность генерации гармоник будет существенно зависеть от временных характеристик суммарного поля, которые можно изменять, варьируя время задержки между лазерным воздействием и импульсом. В своей работе исследователи показали, каким образом можно экспериментально получать форму этого сверхкороткого лазерного импульса.

Ранее другими научными группами также был предложен ряд методов по восстановлению формы аттоимпульса из экспериментов с сильным лазерным полем. Но в отличие от предыдущих способов, метод российских ученых позволяет извлекать информацию о форме импульса непосредственно из экспериментальных данных без какого-либо статистически-итеративного анализа.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.