Research Abstract
ギガワット級の孤立アト秒パルスを用いたアト秒非線形光学
アト秒パルスは寿命が短く、超高速実験への関心が持たれているが、今のところ十分に高エネルギーの孤立アト秒パルスを発生させるのは難しい。本稿で著者らは、スケールアップした高次高調波発生過程を用いて、卓上装置による高強度孤立アト秒パルスを実現した。
Attosecond nonlinear optics using gigawatt-scale isolated attosecond pulses
2013年10月25日 Nature Communications 4 : 2691 doi: 10.1038/ncomms3691
高エネルギーの孤立アト秒パルスは、極めて興味深い非線形アト秒実験やアト秒ポンプ／アト秒プローブ分光法に必要であるが、今のところそのエネルギーは十分ではない。今回我々は、強度の高い孤立アト秒パルスを発生できるロバストな手法を提案し実証している。これにより、非線形アト秒光学実験を実施できるようになる。2色合成レーザー場と高次高調波のエネルギースケーリング法を組み合わせることにより、孤立アト秒パルスの最大パルスエネルギーとして約1.3 µJを達成した。非線形自己相関測定でパルス幅を評価すると、発生したパルスの持続時間は500 asであった。これは非線形現象を生じさせることができるこれまでで最も短く最もエネルギーの高いパルスである。我々の卓上光源の瞬間出力は2.6 GWに達し、極端紫外自由電子レーザーの瞬間出力すら凌駕している。
高橋 栄治1, ペングフェイ・ラン1*, オリバー・ミュケ2, 鍋川 康夫1 & 緑川 克美1
- 理化学研究所 光量子工学研究領域 アト秒科学研究チーム
- ドイツ電子シンクロトロン研究所 自由電子レーザー科学センター（ドイツ）
*現所属先：華中科技大学
High-energy isolated attosecond pulses required for the most intriguing nonlinear attosecond experiments as well as for attosecond-pump/attosecond-probe spectroscopy are still lacking at present. Here we propose and demonstrate a robust generation method of intense isolated attosecond pulses, which enable us to perform a nonlinear attosecond optics experiment. By combining a two-colour field synthesis and an energy-scaling method of high-order harmonic generation, the maximum pulse energy of the isolated attosecond pulse reaches as high as 1.3 μJ. The generated pulse with a duration of 500 as, as characterized by a nonlinear autocorrelation measurement, is the shortest and highest-energy pulse ever with the ability to induce nonlinear phenomena. The peak power of our tabletop light source reaches 2.6 GW, which even surpasses that of an extreme-ultraviolet free-electron laser.
