Az anyag attoszekundumos dinamikája ultraintenzív lézerterekben optikai cikluson belülii időbeli és hullámhosszon belüli, nanométeres térbeli tartományokban
Title in English
Attosecond dynamics of matter in ultra-high laser fields with sub-cycle temporal and sub-wavelength, nanometer-scale spatial resolution
Keywords in Hungarian
attoszekundumos fény impulzusok, attoszekundumos elektron impulzusok
Keywords in English
attosecond light pulses, attosecond electron pulses
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)
80 %
Ortelius classification: Experimental physics
Solid-state Physics (Council of Physical Sciences)
10 %
Ortelius classification: Solid state physics
Electronic Devices and Technologies (Council of Physical Sciences)
10 %
Panel
Physics
Department or equivalent
Laser Physics Dept. (Research Institute for Solid State Physics and Optics Hung. Acad. Sci.)
Participants
Dombi, Péter Farkas, Gyozo Heck, Philipp Rácz, Péter
Starting date
2008-04-01
Closing date
2012-04-30
Funding (in million HUF)
16.881
FTE (full time equivalent)
9.36
state
closed project
Summary in Hungarian
Folytatjuk előző OTKA programmjainkat: a fémfelületeken nagyintenzítású lézerekkel keltett QED alapfizikai kölcsönhatások elméleti és kísérleti tanulmányozását, ahol korábban elsőként mutattuk ki a perturbativ többfotonos gerjesztéseket és a tunnel effektust, igazolva a QED előrejelzéseket. – Korábbi felfedezésünk - az erős lézerterekkel keltett magasrendű harmonikusok Fourier- szintézise révén kelthető attoszekundumos (10^-18 sec) fényimpulzusok előállítása - világ-karriert futott be a nemzetközi kutatóközösség körében. Ma már európai és amerikai központok sokasága folytat nagyméretű programmokat „ATTOFIZIKA” elnevezés alatt. – A fenti koncepciót jelenleg általánosítjuk de Broglie elektron hullámcsomagokra: a fémfelületből kilépő küszöbfeletti fotoelektronok Fourier szintéziséből attoszekundumos elektronimpulzusok keletkeznek. – Új elveket és módszereket vezetünk be ezen új kölcsönhatások vizsgálatához szükséges szuperintenzív e.m. terek előállítására. Újtípusú , hosszú rezonátorú Ti:Sa lézert építünk, mely ~ 3 MHz ismétlődéssel ~ 10 fsec-os impulzusokat emittál, melyek fókuszálva ~ 10-100 TW/cm^2 intenzitást adnak. Ezen impulzusokat néhány nanométer vastagságú (vagyis a hullámhossznál kisebb méretű) Au rétegre irányítva koherens kollektív e.m. hullámok kelthetők. Ezek a fémfelület túloldalán evaneszcens e.m. teret keltenek, melynek értéke elérheti a keltő lézerfény terének 100-szorosát is. Ez az elrendezés „miniatűr” méretű szuprintenzív lézerforrásnak tekinthető, mely fókuszált nyalábbal történő gerjesztés esetén, eléri a PW/cm^2 intenzitás értékeket. A fentebb felsorolt új alapfolyamatok e speciális tértartományban újszerűen kelthetők és tanulmányozhatók.
Summary
Continuing our former OTKA programmes, we study experimentally and theoretically the basic processes of QED in the interactions of high-intensity laser fields with matter on metal surfaces, where we have earlier shown for the first time the existence of the perturbative multi-photon excitation and the optical tunnel effect verifying the QED predictions. - Our earlier discovery for generating attosecond (10^-18 s) light pulses from interference of high-harmonics, generated by large-intensity laser sources, has run a world-wide career by the international physisist community for, production of ultrashort light pulses. Nowadays a multitude of European an American research centres run very large-scale projects under the keyword “ATTOPHYSICS”. - We recently generalize this concept to electron de Broglie waves: the above-threshold photoemitted electron de Broglie waves, from a metal surface, are interfering to yield attosecond electron pulses. - We introduce new principles and methods for producing superintensive e.m. field for the new interactions. We have built a new type long resonator Ti:Sa system, which emits laser pulses with ~10 femtosec duration at ~3 MHz repetition rate, witch after focusing furnish ~ 10-100 TW /cm ^2 . Now when these laser pulses are directed onto a several nanometer thin (i.e., less, than the laser wavelength) metal (Au) layer, coherent collective e.m. waves can be excited , which in turn , on the other side of the metal may create an evanescent e. m. field, which reaches fields 100 times of the inducing laser field. This arrangement may be considered and used as a “miniature” size superintense laser source delivering ~ PW /cm ^2 when generated by a focused beam. The new processes enumerated above may be produced and studied in this special experimental space region in a new way .
