Attophysics, Nonlinear photoeffect on metal surfaces, High-order harmonic generation
megadott besorolás
Fizika (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma)
100 %
zsűri
Nemzetközi együttműködési bizottság
Kutatóhely
Lézerfizikai Osztály (MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet)
projekt kezdete
2006-01-01
projekt vége
2008-06-30
aktuális összeg (MFt)
3.000
FTE (kutatóév egyenérték)
6.24
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
Az utóbbi években széleskörű kutatási tevékenység alakult ki az attoszekundumos (10-18 s) impulzusok előállítása, elemzése és fizikai alkalmazásaik területén. Az extrém rövid impulzusok generálásánál kulcsfontosságú, hogy az intenzív lézerfénnyel megvilágított target (esetünkben fémfelület) válaszfüggvényének (a kilépő elektronok árama, a szórt sugárzás intenzitása) igen széles lehet az energiaspektruma a nemlinearitás következtében. Ez a tulajdonság egyben az indukált jelek nagymértékű időbeli lokalizációját eredményezi. A jelen projektben kitűzött céljaink elérése érdekében az imént említett nemlineáris folyamatok elméleti és kísérleti vizsgálatát végezzük időközben felmerült újabb szempontok alapján. Az attoszekundumos szerkezetű ATI elektron-hullámcsomagok és HHG sugárzás tanulmányozása során figyelembe vesszük a fémfelületen történő közbülső elektrongerjesztéseket, a felületi plazmonokat, valamint a néhány ciklusos gerjesztő lézerimpulzusok abszolut fázisának szerepét. E kutatási téma szorosan kapcsolódik a Prof. Dr. Krausz Ferenc által vezetett attofizikai kutatások egy részéhez ( Abteilung Attosekunden- und Hochfeldphysik, Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching, Deutschland ), ezért szélesebbkörü és rendszeresebb együttműködés kivanatos.
angol összefoglaló
In the recent years there has been a wide-spreading research activity developed in the field of production, analysis and physical applications of attosecond (10-18 s) pulses. The key element in the generation of such extremely short pulses is that the respone functions (the number of emitted electrons, intensity of the scattered radiation) of the laser illuminated target (metal surface) may have very wide energy spectra due to the nonlinear interaction. This leads at the same time to a high degree of temporal localization of the induced signals. Our group has already long been dealing with both the theoretical and experimental research of the basic processes induced by high-intensity laser fields on metal surfaces (above threshold ionization (ATI), generation of anomalously high energy (keV) fotoelectrons, higher harmonics (HHG) and generation of high energy (x-ray) radiation in the presence of a static electric field, the first theoretical prediction of attosecond pulses). In order to reach our goals in the present project we carry out further theoretical and experimental investigations of the above-mentioned nonlinear processes on the basis of newer viewpoints appeared in the meantime. In the study of ATI electron wave packets and HHG radiation of attosecond structure we take into account the intermediate excitations at the surface, the surface plasmons and the role of the absolute phases of the inducing few-cycle laser pulses. These subjects are very closely connected to a part of the extensive research activity on attophysics headed by Prof. Dr. F. Krausz ( Abteilung Attosekunden- und Hochfeldphysik, Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching, Deutschland ), hence a more regular cooperation on a larger scale is desirable.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A kutatási tervvel összhangban, a Max Planck Kvantumoptikai Intézettel való együttműködésnek köszönhetően felépítettünk Budapesten egy egyedi, 200 nJ-os, 40 fs-os impulzusokat adó Ti:zafír oszcillátort. A fény-anyag kölcsönhatások ultragyors dinamikájával kapcsolatos elméleti és kísérleti kísérleteket végeztünk mind Budapesten mind Németországban, különös tekintettel a felületi plazmonok által erősített elektrongyorsítás vizsgálatára. Ezeket az eredményeket részben már publikáltuk, a 2008-ban történt mérések eredményeinek publikálása pedig folyamatban van.
kutatási eredmények (angolul)
According to the research plan, based on the collaboration with the Max Planck Institute for Quantum Optics we built a unique Ti:sapphire oscillator delivering 200-nJ, 40-fs laser pulses. We also carried out studies related to the ultrafast dynamics of light-matter interactions both in Budapest and in Germany with particular focus on the investigation of the so-called surface plasmon enhanced electron acceleration. These results were partly published during the project and the publication of the 2008 measurement results is under way.
S. E. Irvine, P. Dombi, G. Farkas, A. Y. Elezzabu: Influence of Carrier-Envelope Phase of Few-Cycle Pulses on Surface-Plasmon-Ponderomotive Electron Interaction, Phys. Rev. Lett. 97, 146801, 2006
Dombi P., Krausz F. Farkas G.: Ultrafast dynamics and carrier-envelope phase sensitivity of multiphoton photoemission from metals, J. Mod. Opt. 53, 163, 2006
Dombi P., Rácz P., Lenner M., T. Fuji, F. Krausz, A Mitrofanov, A. Baltuska, S. E. Irvine, A. Y. Elezzabi: All-optical generation of few-cycle plasmonic electron pulses, közlésre benyújtva, 2008
Dombi P., Rácz P., Lenner M., V. Pervak, A. Apolonskiy, F. Krausz: Dispersion management of femtosecond lasers with highly dispersive mirrors, Opt. Lett., közlésre benyújtva, 2008
S. Varró, G. Farkas: Attosecond electron pulses from interference of above-threshold de Broglie waves, Laser and Particle Beams 26, 9-19, 2008
Dombi P., Antal P.: Investigation of a 200-nJ chirped-pulse Ti : Sapphire oscillator for white light generation, Laser Phys. Lett. 4, 538-542, 2007
Dombi P., Antal P., Fekete J, Szipöcs R., Várallyay Z.: Chirped-pulse supercontinuum generation with a long-cavity Ti : sapphire oscillator, Appl. Phys. B 88, 379, 2007
Varró S.: Reflection of a few-cycle laser pulse on a metal nano-layer: generation of phase dependent wake-fields, Laser Phys. Lett. 4, 138, 2007
Varró S.: Scattering of a few-cycle laser pulse by a plasma layer : the role of the carrier-envelope phase difference at relativistic intensities, Laser Phys. Lett. 4, 208, 2007
