zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-212Research Article******КОНТРОЛЬ КВАНТОВОЙ ТРАЕКТОРИИ ИЗЛУЧЕНИЯ ГАРМОНИК И ГЕНЕРАЦИЯ ИЗОЛИРОВАННОГО АТТОСЕКУНДНОГО ИМПУЛЬСА С ПОМОЩЬЮ АСИММЕТРИЧНОГО НЕОДНОРОДНОГО ПОЛЯ СРЕДНЕГО ИК ДИАПАЗОНАQUANTUM PATH CONTROL OF HARMONIC EMISSION AND ISOLATED ATTOSECOND PULSE GENERATION BY USING THE ASYMMETRIC INHOMOGENEOUS MID-INFRARED FIELDFengL. Q.FengL. Q.lqfeng1101@gmail.com; lqfeng@lnut.edu.cnLiW. L.LiW. L.noemail@neicon.ruCastleR. S.CastleR. S.noemail@neicon.ruКолледж науки, Технологический университет Ляонин; Даляньский институт химической физики Китайской АНCollege of Science, Liaoning University of Technology; Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of SciencesДаляньский институт химической физики Китайской АН; Синьцзянский инженерный институтDalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences; Xinjiang Institute of EngineeringКолледж науки, Технологический университет ЛяонинCollege of Science, Liaoning University of Technology201810032020851171(1)-171(12)Copyright © Feng L.Q., Li W.L., Castle R.S., 20202020Feng L.Q., Li W.L., Castle R.S.Feng L.Q., Li W.L., Castle R.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/212

Исследована генерация гармоник высокого порядка атомом гелия, обусловленная асимметричным полем среднего ИК диапазона, создаваемым металлической наноструктурой. Обнаружено, что вследствие асимметричного усиления лазерного излучения в пространстве может наблюдаться не только расширение области отсечки гармоник, но и излучение одиночной гармоники, обусловленное вкладом одной короткой квантовой траектории. Путем соответствующего добавления терагерцового управляющего импульса область гармонической отсечки может быть дополнительно расширена вплоть до сверхширокой 1208 эВ полосы с усилением интенсивности до двух порядков величины. За счет правильного наложения гармоник может быть получена последовательность изолированных импульсов длительностью 33 ас с энергией фотонов от 123 эВ (10 нм) до 1256 эВ (1 нм).

High-order harmonic generation (HHG) from the He atom driven by the asymmetric inhomogeneous mid-infrared field, produced by a metallic nanostructure, has been investigated. It is found that due to the asymmetric enhancement of the laser intensity in space, not only the harmonic cutoff can be extended, but also the single harmonic emission event with the single short quantum path contribution can be obtained. Further, by properly adding a terahertz (THz) controlling pulse, the harmonic cutoff can be further extended, showing a 1208 eV super-bandwidth with the intensity enhancement of two orders of magnitude. Finally, by properly superposing the harmonics, a series of the isolated 33 as pulses with the photon energies from 123 eV (10 nm) to 1256 eV (1 nm) can be obtained.

генерация гармоник высокого порядкаконтроль квантовой траектории излучения гармоникгенерация аттосекундных импульсовасимметричное неоднородное полеhigh-order harmonic generationquantum path control of harmonic emissionattosecond pulse generationasymmetric inhomogeneous fieldReferencesF. Krausz, M. Ivanov, Rev. Mod. Phys., 81, 163-234 (2009).F. Krausz, M. Ivanov, Rev. Mod. Phys., 81, 163-234 (2009).M. Uiberacker, T. Uphues, M. Schultze, A. J. Verhoef, V. Yakovlev, M. F. Kling, J. Rauschenberger, N. M. Kabachnik, H. Schröder, M. Lezius, K. L. Kompa, H. G. Muller, M. J. J. Vrakking, S. Hendel, U. Kleineberg, U. Heinzmann, M. Drescher, F. Krausz, Nature, 446, 627-632 (2007).M. Uiberacker, T. Uphues, M. Schultze, A. J. Verhoef, V. Yakovlev, M. F. Kling, J. Rauschenberger, N. M. Kabachnik, H. Schröder, M. Lezius, K. L. Kompa, H. G. Muller, M. J. J. Vrakking, S. Hendel, U. Kleineberg, U. Heinzmann, M. Drescher, F. Krausz, Nature, 446, 627-632 (2007).R. J. Kasumova, G. A. Safarova, J. Appl. Spectrosc., 79, 874-880 (2013).R. J. Kasumova, G. A. Safarova, J. Appl. Spectrosc., 79, 874-880 (2013).A. A. Bui, U. I. Dashkevich, V. A. Orlovich, I. A. Khodasevich, J. Appl. Spectrosc., 82, 578-584 (2015).A. A. Bui, U. I. Dashkevich, V. A. Orlovich, I. A. Khodasevich, J. Appl. Spectrosc., 82, 578-584 (2015).E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, U. Kleineberg, Science, 320, 1614-1617 (2008).E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, U. Kleineberg, Science, 320, 1614-1617 (2008).R. A. Ganeev, Opt. Spectrosc., 118, 639-654 (2015).R. A. Ganeev, Opt. Spectrosc., 118, 639-654 (2015).P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett., 71, 1994-1997 (1993).P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett., 71, 1994-1997 (1993).Y. Mairesse, A. D. Bohan, L. J. Frasinski, H. Merdji, L. C. Dinu, P. Monchicourt, P. Breger, M. Kovačev, R. Taïeb, B. Carré, H. G. Muller, P. Agostini, P. Salières, Science, 302, 1540-1543 (2003).Y. Mairesse, A. D. Bohan, L. J. Frasinski, H. Merdji, L. C. Dinu, P. Monchicourt, P. Breger, M. Kovačev, R. Taïeb, B. Carré, H. G. Muller, P. Agostini, P. Salières, Science, 302, 1540-1543 (2003).F. Ferrari, F. Calegari, M. Lucchini, C. Vozzi, S. Stagira, G. Sansone, M. Nisoli, Nat. Photonics, 4, 875-879 (2010).F. Ferrari, F. Calegari, M. Lucchini, C. Vozzi, S. Stagira, G. Sansone, M. Nisoli, Nat. Photonics, 4, 875-879 (2010).H. Vincenti, F. Quéré, Phys. Rev. Lett., 108, 113904 (2012).H. Vincenti, F. Quéré, Phys. Rev. Lett., 108, 113904 (2012).C. M. Zhang, G. Vampa, D. M. Villeneuve, P. B. Corkum, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 48, 061001 (2015).C. M. Zhang, G. Vampa, D. M. Villeneuve, P. B. Corkum, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 48, 061001 (2015).T. J. Hammond, G. G. Brown, K. T. Kim, D.M. Villeneuve, P. B. Corkum, Nat. Photonics, 10, 171-175 (2016).T. J. Hammond, G. G. Brown, K. T. Kim, D.M. Villeneuve, P. B. Corkum, Nat. Photonics, 10, 171-175 (2016).M. Louiy, C. L. Arnold, M. Miranda, E. W. Larsen, S. N. Bengtsson, D. Kroon, M. Kotur, D. Guénot, L. Rading, P. Rudawski, F. Brizuela, F. Campi, B. Kim, A. Jarnac, A. Houard, J. Mauritsson, P. Johnsson, A. L’Huillier, C. M. Heyl, Optica, 2, 563-566 (2015).M. Louiy, C. L. Arnold, M. Miranda, E. W. Larsen, S. N. Bengtsson, D. Kroon, M. Kotur, D. Guénot, L. Rading, P. Rudawski, F. Brizuela, F. Campi, B. Kim, A. Jarnac, A. Houard, J. Mauritsson, P. Johnsson, A. L’Huillier, C. M. Heyl, Optica, 2, 563-566 (2015).C. M. Heyl, H. Coudert-Alteirac, M. Miranda, M. Louisy, K. Kovacs, V. Tosa, E. Balogh, K. Varjú, A. L’Huillier, A. Couairon, C. L. Arnold, Optica, 3, 75-81 (2016).C. M. Heyl, H. Coudert-Alteirac, M. Miranda, M. Louisy, K. Kovacs, V. Tosa, E. Balogh, K. Varjú, A. L’Huillier, A. Couairon, C. L. Arnold, Optica, 3, 75-81 (2016).Z. Zeng, Y. Cheng, X. Song, R. Li, Z. Xu, Phys. Rev. Lett., 98, 203901 (2007).Z. Zeng, Y. Cheng, X. Song, R. Li, Z. Xu, Phys. Rev. Lett., 98, 203901 (2007).P. F. Lan, P. X. Lu, W. Cao, Y. H. Li, X. L. Wang, Phys. Rev. A, 76, 011402 (2007). 171-12P. F. Lan, P. X. Lu, W. Cao, Y. H. Li, X. L. Wang, Phys. Rev. A, 76, 011402 (2007). 171-12X. Cao, S. C. Jiang, C. Yu, Y. H. Wang, L. H. Bai, R. F. Lu, Opt. Express, 22, 26153-26161 (2014).X. Cao, S. C. Jiang, C. Yu, Y. H. Wang, L. H. Bai, R. F. Lu, Opt. Express, 22, 26153-26161 (2014).T. Popmintchev, M. C. Chen, O. Cohen, M. Grisham, J. Rocca, M. Murnane, H. Kapteyn, Opt. Lett., 33, 2128-2130 (2008).T. Popmintchev, M. C. Chen, O. Cohen, M. Grisham, J. Rocca, M. Murnane, H. Kapteyn, Opt. Lett., 33, 2128-2130 (2008).Y. Chou, P. C. Li, T. S. Ho, S. I. Chu, Phys. Rev. A, 91, 063408 (2015).Y. Chou, P. C. Li, T. S. Ho, S. I. Chu, Phys. Rev. A, 91, 063408 (2015).J. H. Luo, Y. Li, Z. Wang, Q. B. Zhang, P. X. Lu, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 46, 145602 (2013).J. H. Luo, Y. Li, Z. Wang, Q. B. Zhang, P. X. Lu, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 46, 145602 (2013).L. Q. Feng, T. S. Chu, Phys. Rev. A, 84, 053853 (2011).L. Q. Feng, T. S. Chu, Phys. Rev. A, 84, 053853 (2011).J. Wu, G. T. Zhang, C. L. Xia, X. S. Liu, Phys. Rev. A, 82, 013411 (2012).J. Wu, G. T. Zhang, C. L. Xia, X. S. Liu, Phys. Rev. A, 82, 013411 (2012).G. Sansone, E. Benedetti, F. Calegari, C. Vozzi, L. Avaldi, R. Flammini, L. Poletto, P. Villoresi, C. Altucci, R. Velotta, S. Stagira, S. De Silvestri, M. Nisoli, Science, 314, 443-446 (2006).G. Sansone, E. Benedetti, F. Calegari, C. Vozzi, L. Avaldi, R. Flammini, L. Poletto, P. Villoresi, C. Altucci, R. Velotta, S. Stagira, S. De Silvestri, M. Nisoli, Science, 314, 443-446 (2006).M. Nisoli, G. Sansone, Prog. Quantum Electron., 33, 17-59 (2009).M. Nisoli, G. Sansone, Prog. Quantum Electron., 33, 17-59 (2009).P. B. Corkum, N. H. Burnett, M. Y. Ivanov, Opt. Lett., 19, 1870-1872 (1994).P. B. Corkum, N. H. Burnett, M. Y. Ivanov, Opt. Lett., 19, 1870-1872 (1994).S. Kim, J. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, S. W. Kim, Nature, 453, 757-760 (2008).S. Kim, J. Jin, Y. J. Kim, I. Y. Park, Y. Kim, S. W. Kim, Nature, 453, 757-760 (2008).T. Shaaran, M. F. Ciappina, M. Lewenstein, Phys. Rev. A, 87, 053415 (2013).T. Shaaran, M. F. Ciappina, M. Lewenstein, Phys. Rev. A, 87, 053415 (2013).T. Shaaran, M. F. Ciappina, M. Lewenstein, Phys. Rev. A, 86, 023408 (2012).T. Shaaran, M. F. Ciappina, M. Lewenstein, Phys. Rev. A, 86, 023408 (2012).M. F. Ciappina, T. Shaaran, M. Lewenstein, Ann. Phys., 525, 97-106 (2013).M. F. Ciappina, T. Shaaran, M. Lewenstein, Ann. Phys., 525, 97-106 (2013).M. F. Ciappina, S. S. Acimovic, T. Shaaran, J. Biegert, R. Quidant, M. Lewenstein, Opt. Express, 20, 26261-26274 (2012).M. F. Ciappina, S. S. Acimovic, T. Shaaran, J. Biegert, R. Quidant, M. Lewenstein, Opt. Express, 20, 26261-26274 (2012).I. Yavuz, Phys. Rev. A, 87, 053815 (2015).I. Yavuz, Phys. Rev. A, 87, 053815 (2015).X. Y. Luo, H. F. Liu, S. Ben, X. S. Liu, Acta Phys. Sin., 65, 123201 (2016).X. Y. Luo, H. F. Liu, S. Ben, X. S. Liu, Acta Phys. Sin., 65, 123201 (2016).S. Xue, D. C. Du, Y. Xia, B. T. Hu, Chin. Phys. B, 24, 054210 (2015).S. Xue, D. C. Du, Y. Xia, B. T. Hu, Chin. Phys. B, 24, 054210 (2015).L. Q. Feng, Mol. Phys., 114, 2217-2231 (2016).L. Q. Feng, Mol. Phys., 114, 2217-2231 (2016).L. Q. Feng, Phys. Rev. A, 92, 053832 (2015).L. Q. Feng, Phys. Rev. A, 92, 053832 (2015).I. Yavuz, Y. Tikman, Z. Altun, Phys. Rev. A, 92, 023413 (2015).I. Yavuz, Y. Tikman, Z. Altun, Phys. Rev. A, 92, 023413 (2015).I. Yavuz, M. F. Ciappina, A. Chacón, Z. Altun, M. F. Kling, M. Lewenstein, Phys. Rev. A, 93, 033404 (2016).I. Yavuz, M. F. Ciappina, A. Chacón, Z. Altun, M. F. Kling, M. Lewenstein, Phys. Rev. A, 93, 033404 (2016).H. Liu, L. Q. Feng, Opt. Quant. Electron., 47, 2577-2592 (2015).H. Liu, L. Q. Feng, Opt. Quant. Electron., 47, 2577-2592 (2015).J. Hu, K. L. Han, G. Z. He, Phys. Rev. Lett., 95, 123001 (2005).J. Hu, K. L. Han, G. Z. He, Phys. Rev. Lett., 95, 123001 (2005).R. F. Lu, P. Y. Zhang, K. L. Han, Phys. Rev. E, 77, 066701 (2008).R. F. Lu, P. Y. Zhang, K. L. Han, Phys. Rev. E, 77, 066701 (2008).R. F. Lu, H. X. He, Y. H. Guo, K. L. Han, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 42, 225601 (2009).R. F. Lu, H. X. He, Y. H. Guo, K. L. Han, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 42, 225601 (2009).L. Q. Feng, Y. B. Duan, T. S. Chu, Ann. Phys. (Berlin), 525, 915-920 (2013).L. Q. Feng, Y. B. Duan, T. S. Chu, Ann. Phys. (Berlin), 525, 915-920 (2013).K. Burnett, V. C. Reed, J. Cooper, P. L. Knight, Phys. Rev. A, 45, 3347-3349 (1992).K. Burnett, V. C. Reed, J. Cooper, P. L. Knight, Phys. Rev. A, 45, 3347-3349 (1992).P. Antoine, B. Piraux, A. Maquet, Phys. Rev. A, 51, R1750-R1753 (1995).P. Antoine, B. Piraux, A. Maquet, Phys. Rev. A, 51, R1750-R1753 (1995).J. Tate, T. Auguste, H. G. Huller, P. Salières, P. Agostini, L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett., 98, 013901 (2007).J. Tate, T. Auguste, H. G. Huller, P. Salières, P. Agostini, L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett., 98, 013901 (2007).L. Q. Feng, T. S. Chu, Chem. Phys., 405, 26-31(2012).L. Q. Feng, T. S. Chu, Chem. Phys., 405, 26-31(2012).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.