Investigation of femto- and attosecond light-solid interactions with controlled-waveform laser pulses  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
60256
Type F
Principal investigator Dombi, Péter
Title in Hungarian Femto- és attoszekundumos fény-szilárdtest kölcsönhatások vizsgálata kontrollált hullámformájú lézerimpulzusokkal
Title in English Investigation of femto- and attosecond light-solid interactions with controlled-waveform laser pulses
Keywords in Hungarian femtoszekundumos folyamatok, attofizika, hordozó-burkoló fázis, ultrarövid lézerimpulzusok
Keywords in English femtosecond processes, attophysics, carrier-envelope phase, ultrashort laser pulses
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)100 %
Panel Physics 1
Department or equivalent Laser Physics Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-01-31
Funding (in million HUF) 10.002
FTE (full time equivalent) 3.44
state closed project
Summary in Hungarian
A pályázat célja az elmúlt évek áttörésszerű attofizikai kutatásait kiegészítő lézer-szilárdtest-kölcsönhatások vizsgálata. Az első lépés ehhez a megfelelő, új paramétertartományban működő egyedülálló lézeroszcillátor megépítése, mely (Magyarországon elsőként) reprodukálható, mindössze egy-két rezgési ciklusból álló optikai hullámformákat képes szintetizálni. A kutatás fő vonalát ezután fotoelektron-emissziós mérések képezi majd, melyek alkalmasak az elmúlt évben nagy figyelmet kapott alapkutatási kérdések megválaszolására. Ezen túl ezen mérések alapját képezhetik alternatív kísérleti elrendezésekhez, melyekben a jelenleginél nagyobb hatásfokkal lehet attoszekundumos fényimpulzusokat előállítani. Terveim között nem kevésbé nagy hagsúllyal szerepelnek elektrongyorsítási kísérletek is, melyek segítségével keV-os energiájú elektronokat lehet mindössze egy lézeroszcillátorral és felületi plazmonok segítségével előállítani. Az ilyen módon generált elektronnyaláb nagy előnye, hogy a lézerimpulzushoz időben rögzítve keletkezik, ami pl. ultragyors pumpa-próba-alapú elektrondiffrakciós vizsgálatok elvégézését teheti lehetővé a jelenlegi csúcstechnológiának megfelelő néhány száz femtoszekundumosnál kb. két nagyságrenddel jobb időbeli és példa nélküli térbeli felbontással.

A PUB-C 75000 pályázat az Optics Express c. folyóiratbeli közlésre elfogadott cikkem megjelentetésére irányul. Ez a folyóirat az (a hasonló impakt faktorú) Optics Letters mellett a szakma legrangosabb folyóiratának tekinthető, stabil, 3,8 körüli impakt faktorral, a cikkei szabadon letölthetők (open access), tehát sokan hozzá tudnak majd férni ezekhez az eredményekhez. A cikket 2008. februárjában fogadták el közlésre, és 2008. márciusában jelent meg.
Summary
The aim of the project is to carry out supplementary investigations involving laser-solid interactions relating to breakthrough attosecond research of recent years. The first step is to construct a suitable, unique laser oscillator operating in an unprecedented parameter regime. The laser will be able to synthesize reproducible few-cycle optical waveforms for the first time in Hungary. After these steps, photoelectron emission experiments will be the main line of research to answer basic research questions that received substantial attention in the past year. These investigations can serve as a basis for alternative, high-efficiency attosecond pulse generation schemes, too. Similar efforts will be invested in surface-plasmon-enhanced electron acceleration experiments to generate keV electrons with a laser oscillator only. The major advantage of such an electron beam is that it is produced fixed to the laser beam in time which enables ultrafast pump/probe experiments with a temporal resolution that exceeds the current state-of-the-art (a couple of hundreds of femtoseconds) by roughly two orders of magnitude. Unprecedented spatial resolution is also expected.

The PUB-C 75000 proposal is on the publication of my paper in the open access journal "Optics Express". This journal (as well as Optics Letters having a similar impact factor) is the most renowned publication medium of original research in the optics community (with an impact factor of 3,8) Its papers are freely accessible on the internet (open access). The paper was accepted for publication (in February 2008). Doe to the limited budget of my OTKA project this year I intend to cover the publication fee (700 USD) from a separate source.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A projekttámogatásnak köszönhetően 2006-2009 között felépítettem egy komplex módon használható femtoszekundumos lézerlaboratóriumot, amelynek fő fényforrása egy ún. hosszú rezonátoros Ti:zafír lézeroszcillátor, amely a hasonló oszcillátorokhoz képest két nagyságrenddel nagyobb impulzusenergiát szolgáltat. Ennek segítségével különböző femtoszekundumos optikai technológiai kísérleteket végeztem, mint például erősen diszperzív tükrök elsőként történő tesztelése rezonátoron belül, fehér lézerfény előállítása az impulzusok összenyomásának céljából stb. Elméleti és kísérleti kutatást folytattam továbbá különböző nagy intenzitású, ultragyors fény-anyag kölcsönhatási folyamatok vizsgálatára, különös tekintettel az ún. felületi plazmonos elektrongyorsításra.
Results in English
Based on the project support between 2006-2009, I built a complex femtosecond laser laboratory with a so-called long-cavity Ti:sapphire oscillator as the main light source. This delivers two orders of magnitude more pulse energy than similar standard oscillators. With this laser, I carried out various femtosecond optical technological experiments such as the intracavity testing of highly dispersive mirrors for the first time, the generation of white laser light for pulse compression etc. In addition, I carried out tehoretical and experimental research for the investigation of high-intensity, ultrafast light-matter interaction phenomena with a particular focus on the so-called surface plasmon enhanced electron acceleration.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=60256
Decision
Yes





 

List of publications

  
S. E. Irvine, P. Dombi, G. Farkas, A. Y. Elezzabi: Influence of Carrier-Envelope Phase of Few-Cycle Pulses on Surface-Plasmon-Ponderomotive Electron Interaction, Physical Review Letters 97, 146801, 2006
P. Dombi, F. Krausz, G. Farkas: Ultrafast dynamics and carrier-envelope phase sensitivity of multiphoton photoemission from metals, Journal of Modern Optics 53,163, 2006
P. Dombi, P. Antal: Cavity length and dispersion optimization of a chirped pulse Ti:sapphire oscillator, Laser Phys. Lett. 4, 538, 2007
P. Dombi, P. Antal, R. Szipőcs, J. Fekete, Z. Várallyay: Chirped-pulse supercontinuum generation with a long-cavity Ti:sapphire oscillator, Applied Physics B 88, 379, 2007
S. Varró, P. Dombi: Optikusok elismerése. A 2005-ös fizikai Nobel-díj, Természet Világa, 2006. március, 2006
P. Dombi: Optikai frekvenciametrológia, avagy mire jók a frekvenciafésűk?, Fizikai Szemle, 2006. március, 2006
S. Varró, P. Dombi: Kvantumoptika és szivárványfésű, Élet és Tudomány, 2006. május, 2006
P. Dombi: Femtoszekundumos oszcillátorok fázisstabilizálása, A kvantumoptika és -eletronika legújabb eredményei (szerk.: Osvay Károly, Heiner Zsuszanna, Szegedi Egyetem, 2006), 2006
P. Dombi: Surface plasmon enhanced electron acceleration with few-cycle laser pulses, XXX European Conference on Laser Interaction with Matter, Darmstadt, Germany, 2008
P. Dombi, P.Rácz: Carrier-envelope phase-controlled laser-surface interactions, Proc. SPIE 6892, 1J, 2008
N. Kroó, S. Varró, G. Farkas, P. Dombi, D. Oszetzky, A. Nagy, A. Czitrovszky: Nonlinear Plasmonics, J. Mod. Opt. 55, 3203, 2008
P. Dombi, P.Rácz: Ultrafast monoenergetic electron source by optical waveform control of surface plasmons, Opt. Express 16, 2887 ill. Nature Photonics, "Research Highlights" vol. 2, 206, 2008
I. F. Barna, P. Dombi: Coherent control for the spherical symmetric box potential in short and intensive XUV laser fields, Centr. Eur. J. Phys. 6, 205, 2008
N. Kroó, G. Farkas, P. Dombi, S. Varró: Nonlinear processes induced by the enhanced, evanescent field of surface plasmons excited by femtosecond laser pulses, Opt. Express 16, 21656, 2008
P. Dombi , P. Rácz, B. Bódi: Surface plasmon enhanced electron acceleration with few-cycle laser pulses, Laser and Particle Beams 27, 291-296, 2009
P. Dombi: Surface plasmon enhanced photoemission and electron acceleration with ultrashort laser pulses, Adv. Imaging and Electron Phys. 158, 1-26, 2009
P. Dombi, P. Rácz, M. Lenner, V. Pervak, F. Krausz: Dispersion management in femtosecond oscillators with highly dispersive mirrors, Opt. Express 17, 20598-20604, 2009
M. A. Porras, P. Dombi: Freezing the carrier-envelope phase of few-cycle light pulses about a focus, Opt. Express 17, 19424-19434, 2009
P. Dombi, S. E. Irvine, P. Rácz, M. Lenner, N. Kroó, G. Farkas, A. Mitrofanov, A. Baltuska, T. Fuji , F. Krausz, A. Y. Elezzabi: Few-cycle, strong-field plasmonics, közlésre benyújtva, 2010
S. Varró, N. Kroó, G. Farkas, P. Dombi: Spontaneous emission of radiation by metallic electrons in the presence of electromagnetic fields of surface plasmon oscillations, J. Mod. Opt. 57, 80-90, 2010
P. Dombi: Ultrafast electron emission from metals:the role of surface plasmon, paper number 7600-39, SPIE Photonics West, San Francisco, USA, 2010
K. Varjú, J. A. Fülöp, P. Dombi, G. Farkas, J. Hebling: Attosecond Pulse Generation in Noble Gases in the Presence of Extreme High Intensity THz Pulses, CLEO/QELS Conference, San Diego, USA, paper number JThE120, 2010




 

Events of the project

  
2008-08-14 11:22:37
Kiegészítő támogatás beolvasztása



Back »