Thông tin tài liệu
BË GIO DƯC V O TO TR×ÍNG I HÅC S× PHM THNH PHẩ Hầ CH MINH KHOA VT Lị PHAN ANH LU
N lu an n va p ie gh tn to KHO ST TNH ELIP CÕA SÂNG IU HÁA BC CAO DO TìèNG TC NGUYN T VẻI LASER HAI MU PH
N CÜC THNG VNG GÂC d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul KHÂA LUN TÈT NGHIP I HÅC CHUYN NGNH: S× PHM VT LÞ M NGNH: 102 z m co l gm @ TP HÇ CH MINH NM 2018 an Lu n va ac th si BË GIO DÖC V O TO TRìNG I HC Sì PHM THNH PHẩ Hầ CH MINH KHOA VT LÞ PHAN ANH LU
N lu an n va p ie gh tn to KHO ST TNH ELIP CÕA SÂNG IU HÁA BC CAO DO T×ÌNG TC NGUYN T VẻI LASER HAI MU PHN CĩC THNG VUặNG GÂC oa nl w d KHÂA LUN TÈT NGHIP I HC CHUYN NGNH: Sì PHM VT Lị M NGNH: 102 nf va an lu z at nh oi lm ul GING VIN HìẻNG DN ThS HONG VN HìNG z m co l gm @ TP HÇ CH MINH NM 2018 an Lu n va ac th si Lới cÊm ỡn Luên vôn ny ữủc hon thnh dữợi sỹ giúp ù rĐt lợn cừa thƯy cổ, gia ẳnh v bÔn b tổi lu an n va gh tn to Tổi xin gỷi lới cÊm ỡn sƠu sưc nhĐt án thÔc sắ Hong Vôn Hững, ngữới luổn theo sĂt, thúc ây, tên tẳnh hữợng dăn tổi cụng nhữ giúp ù tổi và nhiÃu mt cÊ vêt chĐt v tinh thƯn suốt quĂ trẳnh nghiản cựu v thỹc hiằn khõa luên Bơng kinh nghiằm v sỹ tên tƠm cừa mẳnh, thƯy l ngữới õng vai trỏ then chốt vi»c gióp tỉi ho n th nh khâa luªn tèt nghi»p n y p ie Tổi xin chƠn thnh cÊm ỡn Thẵ nghiằm Vêt lỵ tẵnh toĂn, trữớng Ôi hồc Sữ phÔm Thnh phố Hỗ Chẵ Minh  cho php tổi sỷ dưng h» m¡y cõa pháng º thüc hi»n c¡c t½nh toĂn cừa mẳnh ỗng thới cĂc thƯy cổ cụng tÔo iÃu kiằn thuên lủi, hộ trủ tổi hồc tªp v l m vi»c thíi gian qua °c bi»t, tổi xin gỷi lới cÊm ỡn chƠn thnh án anh Lả Ôi Nam v cổ Lả Th Câm Tú  hát sực nhiằt tẳnh ch dăn v giúp ù tổi thĂo gù nhiÃu vữợng mưc d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul Bản cÔnh õ, sỹ ỗng hnh cừa mà tổi, bÔn b v bÔn gĂi tổi l nguỗn ởng viản to lợn tiáp thảm ởng lỹc v nông lữủng cho tổi i án à ti Tổi xin cÊm ỡn mà, bÔn b v bÔn gĂi tổi  luổn ởng viản, sĂt cĂnh tổi vữủt qua nhỳng khõ khôn Đy z Ci cịng, xin gûi líi tri ¥n s¥u sc án tĐt cÊ mồi ngữới  giúp ù, hộ trủ tỉi v· måi m°t thíi gian qua Xin ch¥n th nh c£m ìn! gm @ m co l Th nh Phố Hỗ Chẵ Minh, thĂng nôm 2018 n va i an Lu Phan Anh Lu¥n ac th si Mưc lưc an n va Mưc lưc ii Danh s¡ch h¼nh v³ v Líi mð ¦u vi ie gh tn to i p lu Líi c£m ìn w Tờng quan Sỡ lữủc và lỵ thuyát phĂt xÔ HHG 1.2 C¡c nghi¶n cùu v· HHG ph¥n cüc elip d oa nl 1.1 lu nf va an Cỡ s lỵ thuyát tẵnh phờ HHG v ở elip Tờng quan và phữỡng phĂp tẵnh phờ HHG 2.2 Ph÷ìng ph¡p gi£i sè TDSE 10 2.3 T½nh ë elip cõa HHG Kh£o s¡t vợi cĐu hẳnh + gm @ 3.1 14 16 z K¸t qu£ kh£o s¡t z at nh oi lm ul 2.1 16 Theo t¿ sè c÷íng ë I2 /I1 17 3.1.2 Theo hi»u pha t÷ìng èi ∆φ 22 m co l 3.1.1 an Lu n va ii ac th si 3.1.3 Theo ë tr¹ thíi gian ∆t 24 3.2 HÔn chá cừa cĐu hẳnh + v à xuĐt cĐu hẳnh mợi + 27 3.3 CĐu hẳnh + 30 3.3.1 Theo t¿ sè c÷íng ë I2 /I1 31 3.3.2 Theo ë tr¹ thíi gian ∆t 33 Kát luên v hữợng phĂt trin 35 Ti liằu tham khÊo 36 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va iii ac th si Danh s¡ch hẳnh v lu Minh hồa bi toĂn nguyản tỷ t iằn trữớng cừa trữớng laser hai mu phƠn cỹc th¯ng vuæng gâc 11 2.2 ë elip theo t¿ sè c÷íng ë v ë l»ch pha giúa hai th nh ph¦n HHG 14 3.1 Minh håa trữớng laser v phờ HHG vợi cĐu hẳnh + 2ω 18 3.2 ë elip cõa cĂc bêc phờ HHG vợi cĂc giĂ tr I2 /I1 kh¡c 19 Mët v i số liằu thống kả ối vợi cĂc trữớng hủp tữỡng ựng vợi cĂc giĂ tr cừa I2 tứ 0,3 án 1,5×1014 W/cm2 20 3.4 T÷ìng quan c÷íng ë hai th nh phƯn theo hai phữỡng Oy v Oz cừa cĂc bêc HHG (ch®n) thay êi t¿ sè I2 /I1 21 3.5 ë elip cüc Ôi vợi cĂc giĂ tr khĂc cừa ựng vợi hai trữớng hủp I2 /I1 = 0, 13 v I2 /I1 = 0, 23 (∆t = 0) 22 3.6 Sè bªc N cõ ở elip lợn hỡn hoc bơng giĂ tr (30%, 40%, 50%) vỵi c¡c gi¡ trà ∆φ cho hai trữớng hủp nhữ Hẳnh 3.5 23 3.7 ỗ th hai thnh phƯn laser cỡ bÊn v thự cĐp theo thới gian vợi cĂc ở trạ thới gian ∆t kh¡c 24 3.8 ë elip v cữớng ở tữỡng ựng cừa HHG bêc chđn v bêc l vợi mởt số giĂ tr cừa t 25 3.9 Sè li»u thỉng k¶ v· ë elip cỹc Ôi v số bêc cõ ở elip cao thay êi ë tr¹ thíi gian 26 an 2.1 n va gh tn to p ie 3.3 d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z gm @ 3.10 Phê HHG theo hai phữỡng Oy v Oz vợi cĐu hẳnh laser ω + 3ω 27 l m co 3.11 Minh hồa trữớng laser cĂc trữớng hủp: phƠn cỹc thng, cĐu hẳnh + v cĐu hẳnh ω + 3ω an Lu n va iv 28 ac th si 3.12 Sè li»u thống kả và ở elip cỹc Ôi v số bêc câ ë elip cao thay êi t¿ sè I2 31 3.13 C÷íng ở hai thnh phƯn theo hai phữỡng Oy v Oz cừa cĂc bêc HHG (l) vợi cĂc t số I2 /I1 kh¡c 32 3.14 Sè li»u thèng k¶ và ở elip cỹc Ôi v số bêc cõ ở elip cao thay êi ∆t 34 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va v ac th si Líi mð ¦u H H G PhĂt xÔ sõng iÃu hỏa bêc cao ( igh-order armonics eneration: ) l mët c¡c hi»u ùng quang phi tuyán xuĐt hiằn cho laser cữớng ở cao tữỡng tĂc vợi nguyản tỷ, phƠn tỷ K tứ ữủc phĂt hiằn, HHG  ữủc nghiản cựu ựng dưng v o nhi·u l¾nh vüc quan trång Câ hai ùng dửng chẵnh cừa HHG, mởt l cổng cử chá tÔo c¡c xung atto gi¥y (10−18 gi¥y) câ ë d i xung ngưn [1], hai l cổng cử trẵch xuĐt thổng tin cĐu trúc nguyản tỷ, phƠn tỷ chng hÔn nhữ theo dãi c¡c qu¡ tr¼nh cüc nhanh x£y ð mực ở nguyản tỷ, phƠn tỷ [24], tĂi hiằn cĐu tróc orbital ph¥n tû [5], quan s¡t giao thoa giúa c¡c gâi sâng electron [6] Do â cëng ỗng khoa hồc  dnh nhiÃu sỹ quan tƠm cho hữợng nghiản cựu ny nhiÃu thêp k lu HHG an n va p ie gh tn to nl w d oa Tuy nhi¶n, vi»c sû dưng HHG g°p phÊi hai hÔn chá chẵnh HÔn chá Ưu tiản l hiằu suĐt thĐp cừa quĂ trẳnh phĂt xÔ HHG, v  ữủc khưc phửc dƯn qua rĐt nhiÃu cổng trẳnh nghiản cựu [716] iÃu ny giúp HHG cõ th ¡p ùng ÷đc c¡c ùng dưng ái häi c÷íng ë bực xÔ lợn HÔn chá thự hai liản quan án khõ khôn cừa viằc tÔo HHG phƠn cỹc trỏn ho°c elip câ t¦n sè cao (ð vịng tia X), ng«n vi»c sû dưng HHG v o c¡c ùng dưng quan trồng, chng hÔn nhữ php o XMCD ( -ray agnetic ircular ichroism) Ph²p o n y ùng dưng nhi·u l¾nh vỹc vẵ dử nhữ trẵch xuĐt thổng tin và sỹ phƠn bố spin v moment ởng lữủng qu Ôo, phƠn tĂch cĂc thnh phƯn tứ tẵnh v phi tứ tẵnh cĂc mău vêt liằu d tẵnh [17], nghiản cựu tứ tẵnh cừa cĂc cĐu trúc nano hay hiằu ựng c£m quang cõa c¡c nam ch¥m ph¥n tû [18] Do õ, viằc tÔo nguỗn bực xÔ phƠn cỹc trỏn vũng nông lữủng cao tr thnh mởt vĐn à thu hút sỹ ỵ cừa nhiÃu nhõm nghiản cựu v· HHG nf va an lu lm ul M C z at nh oi X D z m co l gm @ n va vi an Lu Nhi·u cæng trẳnh  lƯn lữủt à xuĐt nhiÃu phữỡng phĂp khĂc nhau, ac th si lu nh÷ng ch¿ mët v i số õ cho kát quÊ Ăng ỵ Ưu tiản, ngữới ta nghắ án viằc sỷ dửng trữớng laser phƠn cỹc trỏn (cõ bữợc sõng di) [19] hiằu suĐt HHG lÔi giÊm xuống rĐt thĐp [20] Sau õ nhiÃu phữỡng phĂp khĂc  ữủc à xuĐt, cõ th liằt kả mởt số phữỡng phĂp nời bêt nhữ dũng phƠn tỷ thng ữủc nh phữỡng sđn [21], phữỡng phĂp chuyºn êi HHG ph¥n cüc th¯ng th nh HHG ph¥n cüc trán nhí bë chuyºn pha [22], ho°c dịng chịm laser hai mu phƠn cỹc trỏn quay ngữủc chiÃu (bicircular) [23] Bản cÔnh mởt số kát quÊ tốt, mội phữỡng phĂp k trản Ãu cõ nhỳng hÔn chá riảng nhữ ở elip Ôt ữủc chữa cao [21], cữớng ở tẵn hiằu cụng nhữ nông lữủng photon cỏn thĐp [22] hoc gp khõ khôn tĂch riảng cĂc tẵn hiằu tƯn sè nh÷ng câ chi·u quay ng÷đc [23] an n va p ie gh tn to V o n«m 2015, mët phữỡng phĂp mợi ỡn giÊn v hiằu quÊ tÔo HHG phƠn cỹc trỏn bơng cĂch sỷ dửng trữớng laser hai mu phƠn cỹc thng vuổng gõc ữủc ông trản Nature Communication bi Lambert v cởng sỹ [24] Kát quÊ Ăng ỵ ữủc cổng bố l ở phƠn cỹc elip cừa HHG Ôt án 75% vợi bữợc sõng ngưn, nông lữủng photon Ôt ữủc lản án 70 eV CĂc tĂc giÊ cụng  sỷ dửng bực xÔ HHG phƠn cỹc elip tÔo trản vo php o XMCD, cho thĐy trin vồng Ăp dửng phữỡng phĂp ny vo php o XMCD, kắ thuêt quang phờ Bản cÔnh õ, sỹ ởc lêp vợi bữợc sõng laser hay loÔi khẵ tữỡng tĂc cừa kát quÊ [24] ữủc cho l s m rởng tiÃm nông ựng dửng cừa phữỡng phĂp nõ cho php cÊi tián Ăp dửng vợi bĐt kẳ vũng quang phờ no [24] Mt khĂc, cổng trẳnh [24] cụng ữa dỹ oĂn v· £nh h÷ðng quan trång cõa t¿ sè c÷íng ë v thới gian trạ giỳa hai thnh phƯn laser lản mực ở phƠn cỹc elip cừa HHG chữa cõ phƠn tẵch cử th d oa nl w nf va an lu lm ul z at nh oi Ti¸p sau bi bĂo ny, cõ nhiÃu nghiản cựu lỵ thuyát ữủc cổng bố giÊi thẵch bÊn chĐt vêt lỵ cừa phữỡng phĂp ny v  cho thĐy nhỳng sỹ phũ hủp ban Ưu Cổng trẳnh [25] ữa kát qu£ mỉ phäng tèt vỵi thüc nghi»m [24] düa trản lỵ thuyát tữỡng tĂc phi nhiạu loÔn, ỗng thới cụng kát luên và nguỗn gốc cừa ở phƠn cỹc elip cao l mêt ở xĂc suĐt electron khĂc cĂc phƠn lợp ựng vợi cĂc giĂ tr hẳnh chiáu khĂc cừa số lữủng tỷ qu Ôo Sau õ cĂc cổng trẳnh [26] v [27] lƯn lữủt ch thảm v nghiản cựu sƠu hỡn mởt cỡ chá khĂc tÔo nản tẵnh phƠn cỹc elip cừa HHG z m co l gm @ an Lu n va vii ac th si lu an n va p ie gh tn to cõ liản quan án sỹ nh hữợng cừa vector iằn trữớng cừa laser vợi vector moment ởng lữủng cừa nguyản tỷ Tuy nhiản văn chữa cõ cổng trẳnh no cÊ và lỵ thuyát v thỹc nghiằm trÊ lới cĂc cƠu họi và Ênh hững cừa t số cữớng ở hai thnh phƯn laser, hiằu pha tữỡng èi (relative-phase) hay thíi gian tr¹ (delay-time) (kho£ng thíi gian chảnh giỳa hai thới im m hai thnh phƯn laser ữủc bêt) Chúng cõ Ênh hững hay khổng v tĂc ởng nhữ thá no án mực ở phƠn cỹc elip cõa HHG l i·u m c¡c cỉng tr¼nh [2527] chữa ch Vẳ vêy mửc tiảu cừa chúng tổi thüc hi»n · t i n y l ch¿ sü £nh h÷ðng cõa t¿ sè c÷íng ë, hi»u pha t÷ìng ối v ở trạ thới gian giỳa hai thnh phƯn laser lản mực ở phƠn cỹc elip cừa HHG Phữỡng phĂp chúng tổi s sỷ dửng l phữỡng phĂp tẵnh toĂn số, cử th l giÊi số phữỡng trẳnh Schră odinger phử thuởc thới gian kát hủp vợi xĐp x mởt electron hoÔt ởng, tứ õ chúng tổi thu ữủc phờ HHG v cõ th tẵnh ữủc ở elip Kát quÊ dỹ kián cừa à ti ny l ữa ữủc mởt số kát luên và Ênh hững cừa cĂc tham số Ưu vo lản mực ở phƠn cỹc elip cõa phê HHG nâi chung º tø â dü o¡n nhỳng cĐu hẳnh giúp tối ữu hõa ở elip cừa HHG bêc cao (nông lữủng photon lợn) Mt khĂc, bơng kát quÊ tẵnh toĂn chúng tổi cụng cõ th kim chựng mởt số kát luên v dỹ oĂn ữủc ữa [24] w d oa nl Bè cöc cừa khõa luên tốt nghiằp ny ngoi phƯn Lới m Ưu v Kát luên v hữợng phĂt trin gỗm ba phƯn chẵnh Trong phƯn mởt chúng tổi trẳnh by nhỳng kián thực tờng quan và hữợng nghiản cựu ch sỹ cƯn thiát v ỵ nghắa cừa à ti Trản cỡ s õ chúng tổi nảu lản vĐn à m cĂc nghiản cựu trữợc chữa à cêp, tứ õ trẳnh by cổng viằc cƯn thỹc hiằn v kát quÊ dỹ tẵnh Ôt ữủc Trong chữỡng hai, chúng tổi trẳnh by và cỡ s lỵ thuyát cừa phữỡng phĂp ữủc chúng tổi sỷ dửng tẵnh to¡n ë elip cõa HHG theo c¡c tham sè laser é chữỡng ba, chữỡng kát quÊ, chúng tổi s trẳnh b y c¡c k¸t qu£ v· t¡c ëng cõa sü thay ời cĂc tham số laser lản ở elip ối vợi cĐu hẳnh laser + tữỡng tỹ nhữ cỉng tr¼nh [24] cõa Lambert v cëng sü Cơng chữỡng ny, chúng tổi s phƠn tẵch hÔn chá cừa cĐu hẳnh laser + ỗng thới à xuĐt mởt cĐu hẳnh laser khĂc + CĂc kát quÊ khÊo sĂt vợi cĐu hẳnh mợi ny cụng ữủc trẳnh by v phƠn tẵch, so sĂnh vợi cĐu hẳnh cụ PhƯn kát luên s tõm tưt lÔi nhỳng kát quÊ chẵnh cừa khõa luên, nhỳng vĐn à cỏn tỗn tÔi v à xuĐt cĂc hữợng nghiản cựu tiáp theo nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va viii ac th si â sû döng sâng i·u háa bªc ba 3ω thay cho sâng i·u háa bêc hai cĐu hẳnh cụ Viằc sỷ dửng thnh phƯn thay cho lm thay ời tẵnh chĐt ối xựng cừa trữớng laser tờng hủp, tứ õ thay ời c tẵnh phờ HHG theo hai phữỡng Oz v Oy °c t½nh phê HHG sû dưng cĐu hẳnh + cõ th ữủc giÊi thẵch nhữ sau: vẳ vector cữớng ở iằn trữớng tÔi hai thới im bĐt kẳ cĂch nỷa chu kẳ laser cì b£n s³ èi xùng qua gèc tåa ë (Hẳnh 3.11c) nản bơng lêp luên tữỡng tỹ, kát quÊ cõ ữủc l cĂc HHG bêc l s biu hiằn th nh c¡c ¿nh tr¶n c£ hai phê HHG theo hai phữỡng, lu cữớng ở cĂc bêc chđn s rĐt yáu (Hẳnh 3.10) Tẵnh chĐt ny, theo dỹ oĂn an cõa chóng tỉi, s³ l m t«ng ë elip v cữớng ở tờng hủp cừa cĂc HHG bêc l va n Cữớng ở tờng hủp cừa cĂc bêc chđn, mt khĂc, lÔi giÊm xuống cỹc kẳ yáu v tn to khổng Ăng k so vợi cĂc bêc l, õ cĂc tẵnh toĂn tiáp theo vợi ie gh cĐu hẳnh + chúng tổi khổng xt tợi cĂc bêc chđn m ch quan tƠm án p ở elip Ôt ữủc cĂc bêc l Trong phƯn tiáp theo cừa chữỡng, chúng tổi s nl w tián hnh khÊo sĂt ở elip cừa HHG ữủc tÔo sỷ dửng cĐu hẳnh laser d oa mợi ny º ¡nh gi¡ v so s¡nh hi»u qu£ cõa nâ vợi cĐu hẳnh cụ + an lu nf va 3.3 CĐu hẳnh + lm ul Biu thực xĂc nh iằn trữớng tờng hủp cừa cĐu hẳnh + cõ ữủc z at nh oi b¬ng vi»c thay n = v o biºu thùc (2.1) V· m°t thüc nghi»m, sâng i·u háa bªc ba cõa laser cỡ bÊn cõ th ữủc tÔo vợi hiằu suĐt 11% bơng phữỡng z phĂp ữủc nảu [60] Tuy nhiản phÔm vi hiu biát, chúng tổi chữa @ gm biát ró cĂc kắ thuêt thỹc nghiằm iÃu chnh cho thnh phƯn tÔo cõ co l phữỡng phƠn cỹc vuổng gõc vợi laser cỡ bÊn Cụng giống nhữ cĐu hẳnh trữợc, m khÊo sĂt bơng phữỡng phĂp số, chúng tổi tÔm thới xem nh÷ c¡c thỉng sè an Lu n va 30 ac th si laser l ëc lªp Trong c¡c mưc nhọ tiáp theo, ở elip s ữủc khÊo sĂt theo hai thổng số: t số cữớng ở v ở trạ thới gian é cĐu hẳnh ny chúng tổi dỹ oĂn r¬ng sü thay êi cõa ë elip theo hi»u pha tữỡng ối cụng khổng th hiằn mởt quy luêt chung ró rng, giống nhữ trữớng hủp cĐu hẳnh cụ Do â ð ¥y chóng tỉi s³ bä qua vi»c kh£o s¡t theo thỉng sè n y 3.3.1 Theo t¿ sè c÷íng ë 0,8 va -1 0,7 | | 0,5 -2 0,4 0,3 -3 Độ ellip cực đại 0,2 ie gh tn to max n 0,6 Cêng ®é 0,1 10 N N N Sè bËc N an 0,9 Cêng ®é (thang log) lu 1,0 I2 /I1 ( > 20%) ( > 30%) ( > 40%) p 0,0 -4 oa nl w Cường độ I2 (đơn vị 10 14 2 W/cm ) Cường độ I2 (đơn vị 10 (a) 14 W/cm ) (b) d H¼nh 3.12: Số liằu thống kả và ở elip cỹc Ôi v sè bªc câ ë elip cao thay êi t¿ sè I2 (∆φ = 30o, ∆t = 0): (a) ở elip cỹc Ôi v cữớng ở HHG tữỡng ựng; (b) Số bêc N cõ ở elip lợn hỡn mởt gi¡ trà ε0 (20%, 30%, 40%) nf va an lu lm ul Tữỡng tỹ nhữ cĐu hẳnh + , ph¦n n y chóng tỉi cè ành gi¡ z at nh oi trà I1 = × 1014 W/cm2 v thay êi c¡c gi¡ trà I2 º kh£o s¡t sü thay êi cõa ë elip Sè li»u thèng k¶ cho trữớng hủp ny ữủc th hiằn trản hẳnh 3.12 z Chóng tỉi thay êi gi¡ trà I2 kho£ng tø 1,5 - 6,0 ×1014 W/cm2 , c¡c gi¡ gm @ trà I2 n¬m ngo i vịng n y s³ l m cho nguyản tỷ b ion hõa quĂ thĐp hoc quĂ l mực Kát quÊ cho cĐu hẳnh mợi + 3ω cho th§y mët sü kh¡c bi»t rã r»t m co so sĂnh vợi kát quÊ cừa cĐu hẳnh tr÷íng hđp thay êi t¿ sè I2 /I1 Cư n va 31 an Lu thº t«ng cữớng ở thnh phƯn laser thự cĐp, ở elip nhẳn chung ữủc tông ac th si lản trữớng hủp cĐu hẳnh + , ngữủc lÔi vợi xu hữợng giÊm xuống dũng cĐu hẳnh + i·u n y ÷đc thº hi»n qua sü thay êi khĂc cừa ở elip cỹc Ôi v cữớng ở bêc HHG tữỡng ựng cụng nhữ th hiằn qua sỹ thay ời cừa số bêc N tông I2 (so sĂnh Hẳnh 3.3a v b vợi Hẳnh 3.12a v b tữỡng ựng) Nhữ dỹ oĂn phƯn trữợc, cĐu hẳnh +  khưc phửc ữủc hÔn chá cừa cừa cĐu hẳnh + l ở elip sửt giÊm cữớng ở HHG tông lản Nhữ vêy sỷ dũng cĐu hẳnh mợi ny, ta cõ th tông ữủc cÊ mực ở phƠn cỹc elip v cữớng ở cừa HHG bơng cĂch tông t số I2 /I1 lu an n va p ie gh tn to oa nl w (a) (b) d nf va an lu z at nh oi lm ul z @ (d) gm (c) m co l Hẳnh 3.13: Cữớng ở hai thnh phƯn theo hai phữỡng Oy ( en) v Oz ( ọ) cừa cĂc bêc HHG (l) vợi cĂc t số I2/I1 kh¡c (∆φ = 30o, ∆t = 0): (a) I2/I1 = 0, 75; (b) I2 /I1 = 1, 50; (c) I2 /I1 = 2, 25; (d) I2 /I1 = 3, 00 an Lu n va 32 ac th si C¦n lữu ỵ rơng, Ôt ữủc ở elip Ăng k sỷ dửng cĐu hẳnh + thẳ cữớng ở I2 cƯn phÊi khĂ lợn so vợi I1 iÃu ny l hiu cữớng ở HHG theo phữỡng Oy thữớng nhọ hỡn nhiÃu so vợi theo phữỡng Oz (thá trồng ởng cừa laser thự cĐp lợn hỡn nhiÃu lƯn laser cỡ bÊn náu chung cõ cữớng ở), tực l hai nh cữớng ở trản hai phờ HHG theo hai phữỡng cừa mởt bêc (l) s c¡ch kh¡ xa, l m gi£m t¿ sè Iy /Iz , tứ õ Ênh hững tợi mực ở elip m bêc HHG õ cõ th Ôt ữủc Viằc sỷ dửng laser thự cĐp cõ cữớng ở cao hỡn laser sỡ cĐp s giúp cÊi thiằn cữớng ở HHG lu theo phữỡng Oy v ữa phờ HHG trản hai phữỡng tián lÔi gƯn nhau, tÔo iÃu an kiằn cho ở elip tông lản (Hẳnh 3.13) Tuy nhiản, cữớng ở laser thự cĐp ữủc va n sỷ dửng khổng th quĂ lợn vẳ iÃu ny mởt mt khián cho cữớng ở HHG tn to theo phữỡng Oy lợn hỡn nhiÃu so vợi theo phữỡng Oz (kát quÊ l lm giÊm ie gh ë elip), m°t kh¡c câ thº l m cho nguy¶n tû b ion hõa quĂ mực khián cho p mổi trữớng khẵ tữỡng tĂc b plasma hõa, Ênh hững tiảu cỹc lản cữớng ở nl w nh v ko giÊm bêc cut-off trản phờ HHG [61] Tõm lÔi, sỷ dửng cĐu oa hẳnh + , chúng tổi · xu§t i·u ch¿nh t¿ sè I2 /I1 ≈ (tông t số ny lản d thảm gƠy sỹ ion hõa quĂ mực) tối ữu mực ở phƠn cüc elip cho phê an lu nf va HHG, cö th cĂc tẵnh toĂn cừa chúng tổi cho thĐy ở elip cao nhĐt Ôt ữủc khoÊng 78% v tÔi bêc 27 (nông lữủng photon gƯn 42 eV) é Ơy chúng tổi lm ul cụng cho rơng viằc sỷ dửng bữợc sâng laser d i hìn s³ gióp mð rëng d£i n«ng bêc lợn z at nh oi lữủng miÃn phng, tứ õ cho php xuĐt hiằn thảm HHG phƠn cỹc elip ð c¡c z l gm ∆t @ 3.3.2 Theo ở trạ thới gian m co Chồn giĂ tr cữớng ë I1 = × 1014 W/cm2 v I2 = × 1014 W/cm2 v n va 33 an Lu cè ành ∆φ = 30o , chóng tỉi kh£o s¡t ë elip cõa HHG thay êi ë tr¹ ac th si 1,0 N N N 0,9 0,8 Sè bËc N | |max 0,7 0,6 0,5 0,4 ( > 30%) ( > 40%) ( > 45%) 0,3 0,2 0,1 0,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 -1,5 1,0 t (chu kì laser bản) -1,0 t -0,5 0,0 0,5 1,0 (chu kì laser bản) (a) (b) lu Hẳnh 3.14: Số liằu thống kả và ở elip cỹc Ôi v số bêc cõ ở elip cao thay êi ∆t (cè ành I2/I1 = 1, 50 v = 30): (a) ở elip cỹc Ôi cừa phê HHG èi vỵi c¡c gi¡ trà kh¡c cõa t; (b) Số bêc N cõ ở elip lợn hỡn mët gi¡ trà ε0 (30%, 40%, 45%) an n va gh tn to thíi gian ∆t (H¼nh 3.14) Khi ∆t lợn, chúng tổi nhên thĐy giĂ tr ở elip cỹc ie Ôi Ôt ữủc cõ tông hỡn so vợi t nhọ (Hẳnh 3.14a) Tuy nhiản, p trữớng hủp t nhọ thẳ mực ở phƠn cỹc elip cừa phờ HHG cõ v ỗng Ãu nl w hỡn, th hiằn qua viằc số lữủng bêc N ỗ th 3.14b ð vịng ∆t tø −0, d oa ¸n 0, chu kẳ laser sỡ cĐp luổn nhiÃu hỡn ð vịng kh¡c, kº c£ t«ng ε0 an lu Kát quÊ ny cõ sỹ khĂc biằt chút ẵt vợi trữớng hủp dũng cĐu hẳnh + , cử nf va th l cĐu hẳnh cụ ở elip cỹc Ôi Ôt giĂ tr tốt t nhọ v cõ xu lm ul hữợng giÊm tông t Trong phÔm vi khõa luên ny, chúng tổi chữa ữa ữủc lới giÊi thẵch cho sỹ khĂc biằt ny giỳa hai cĐu hẳnh z at nh oi z m co l gm @ an Lu n va 34 ac th si Chữỡng lu Kát luên v hữợng ph¡t triºn an n va tn to ie gh Trong khõa luên ny, chúng tổi  Ôt ữủc mởt số kát quÊ nhữ sau: p ã ch Ênh hững cõa t¿ sè I2 /I1 , thíi gian tr¹ ∆t v hiằu pha tữỡng ối nl w lản ở elip cừa HHG tÔo bi tữỡng tĂc giỳa nguyản tỷ vợi trữớng oa laser hai mu phƠn cỹc thng vuổng gõc vợi cĐu hẳnh + ; d ã ch mt hÔn chá cừa cĐu hẳnh + l mực ở phƠn cỹc elip rĐt thĐp lu nf va an cõa c¡c bªc l´, cĂc bêc l lÔi cõ cữớng ở lợn hỡn nhiÃu so vợi cĂc bêc chđn (cõ ở phƠn cỹc elip cao); lm ul ã à xuĐt sỷ dửng cĐu hẳnh ω + 3ω v vi»c kh£o s¡t t÷ìng tü èi vợi cĐu z at nh oi hẳnh mợi ny theo t¿ sè I2 /I1 v ∆t cho mët sè k¸t quÊ bữợc Ưu khÊ quan, khưc phửc ữủc hÔn chá cừa cĐu hẳnh cụ z Bản cÔnh õ, cõ mởt số vĐn à chúng tổi văn chữa th giÊi thẵch, ỏi họi cĂc @ gm nghiản cựu sƠu hỡn nhữ: co l ã Ênh hững cừa t cĐu hẳnh + cõ sỹ khĂc biằt vợi cĐu h¼nh m ω + 2ω ; an Lu n va 35 ac th si ã cĐu hẳnh + yảu cƯu phÊi cõ mởt trữớng laser thự cĐp ừ mÔnh so vợi laser sỡ cĐp ở elip Ôt ữủc giĂ tr Ăng k, õ cƯn phÊi nghiản cựu cÊi tián thảm; ã giĂ tr pha y v z cừa hai thnh phƯn HHG trản hai phữỡng Oy v Oz t÷ìng ùng câ vai trá quan trång èi vợi ở elip văn chữa th iÃu chnh ỗng thới vợi cữớng ở HHG ữủc lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 36 ac th si T i li»u tham kh£o lu [1] A N Pfeiffer, C Cirelli, M Smolarski, D Dimitrovski, M Abu-Samha, L B Madsen, and U Keller, Attoclock reveals natural coordinates of the laser-induced tunnelling current flow in atoms, Nat Phys., vol 8, no 1, pp 76 , 2012 an n va p ie gh tn to [2] P M Kraus, B Mignolet, D Baykusheva, A Rupenyan, L Hornỵ, E F Penka, G Grassi, O I Tolstikhin, J Schneider, F Jensen, L B Madsen, A D Bandrauk, F Remacle, and H J Worner, Measurement and laser control of attosecond charge migration in ionized iodoacetylene, Science, vol 350, pp 790 , 2015 d oa nl w [3] S Haessler, J Caillat, W Boutu, C Giovanetti-Teixeira, T Ruchon, T Auguste, Z Diveki, P Breger, A Maquet, B Carr², R Taeb, and P Sali±res, Attosecond imaging of molecular electronic wavepackets, Nat Phys., vol 6, pp 200 , 2010 lu nf va an [4] F Calegari, G Sansone, S Stagira, C Vozzi, and M Nisoli, Advances in attosecond science, J Phys B At Mol Opt Phys., vol 49, pp 0, 2016 lm ul z at nh oi [5] M Meckel, D Comtois, D Zeidler, A Staudte, D Pavicic, H C Bandulet, H P²pin, J C Kieffer, R Dorner, D M Villeneuve, and P B Corkum, Laser-induced electron tunneling and diffraction, Science, vol 320, pp 1478 , 2008 z [6] T Remetter, P Johnsson, J Mauritsson, K Varjó, Y Ni, F L²pine, E Gustafsson, M Kling, J Khan, R Lâpez-Martens, K J Schafer, M J J Vrakking, and A L'Huillier, Attosecond electron wave packet interferometry, Nat Phys., vol 2, pp 323 , 2006 m co l gm @ an Lu n va 37 ac th si [7] M Ferray, A L'Huillier, X F Li, L A Lompre, G Mainfray, and C Manus, Multiple-harmonic conversion of 1064 nm radiation in rare gases, J Phys B At Mol Opt Phys., vol 21, pp L31 , 1988 [8] R Velotta, N Hay, M B Mason, M Castillejo, and J P Marangos, High-order harmonic generation in aligned molecules, Phys Rev Lett., vol 87, pp 183901 , 2001 [9] E J Takahashi, T Kanai, K L Ishikawa, Y Nabekawa, and K Midorikawa, Dramatic enhancement of high-order harmonic generation, Phys Rev Lett., vol 99, pp 053904, 2007 lu [10] F M Lu, Y Q Xia, S Zhang, and D Y Chen, High harmonic generation in a Xe-He gas mixture driven by kHz tightly focused laser pulses, Laser Phys., vol 23, pp 115302, 2013 an n va gh tn to [11] A L'Huillier and P Balcou, High-order harmonic generation in rare gases with a 1-ps 1053-nm laser, Phys Rev Lett., vol 70, pp 774 , 1993 p ie [12] S Watanabe, K Kondo, Y Nabekawa, A Sagisaka, and Y Kobayashi, Two-color phase control in tunneling ionization and harmonic generation by a strong laser field and its third harmonic, Phys Rev Lett., vol 73, pp 2692 , 1994 nl w d oa [13] X S Liu and N N Li, Efficient extension and enhancement of highorder harmonics of He+by combined laser pulses, J Phys B At Mol Opt Phys., vol 41, pp 015602, 2008 nf va an lu z at nh oi lm ul [14] L E Chipperfield, J S Robinson, J W G Tisch, and J P Marangos, Ideal waveform to generate the maximum possible electron recollision energy for any given oscillation period, Phys Rev Lett., vol 102, pp 063003, 2009 z [15] J B Bertrand, H J Worner, H C Bandulet, E Bisson, M Spanner, J C Kieffer, D M Villeneuve, and P B Corkum, Ultrahigh-order wave mixing in noncollinear high harmonic generation, Phys Rev Lett., vol 106, pp 023001, 2011 gm @ m co l [16] A Ozawa, A Vernaleken, W Schneider, I Gotlibovych, T Udem, and T W Hansch, Non-collinear high harmonic generation: a promising outcoupling method for cavity-assisted XUV generation, Opt Express, vol 16, pp 6233 , 2008 an Lu n va 38 ac th si [17] T Funk, A Deb, S J George, H Wang, and S P Cramer, X-ray magnetic circular dichroism - A high energy probe of magnetic properties, 2005 [18] A Rogalev, K Ollefs, and F Wilhelm, X-Ray Magnetic Circular Dichroism, X-Ray Absorpt X-Ray Emiss Spectrosc., pp 671 , 2016 [19] P Antoine, A L'Huillier, M Lewenstein, P Sali±res, and B Carr², Theory of high-order harmonic generation by an elliptically polarized laser field, Phys Rev A, vol 53, no 3, pp 1725 , 1996 lu [20] P Dietrich, N H Burnett, M Ivanov, and P B Corkum, High-harmonic generation and correlated two-electron multiphoton ionization with elliptically polarized light, Phys Rev A, vol 50, no 5, pp 3585 , 1994 an n va gh tn to [21] X Zhou, R Lock, N Wagner, W Li, H C Kapteyn, and M M Murnane, Elliptically polarized high-order harmonic emission from molecules in linearly polarized laser fields, Phys Rev Lett., vol 102, no 7, pp , 2009 p ie [22] B Vodungbo, A Barszczak Sardinha, J Gautier, G Lambert, C Valentin, M Lozano, G Iaquaniello, F Delmotte, S Sebban, J L uning, and P Zeitoun, Polarization control of high order harmonics in the EUV photon energy range, Opt Express, vol 19, no 5, pp 4346, 2011 d oa nl w nf va an lu [23] A Fleischer, O Kfir, T Diskin, P Sidorenko, and O Cohen, Spin angular momentum and tunable polarization in high-harmonic generation, Nat Photonics, vol 8, no 7, pp 543 , 2014 z at nh oi lm ul [24] G Lambert, B Vodungbo, J Gautier, B Mahieu, V Malka, S Sebban, P Zeitoun, J Luning, J Perron, A Andreev, S Stremoukhov, F ArdanaLamas, A Dax, C P Hauri, A Sardinha, and M Fajardo, Towards enabling femtosecond helicity-dependent spectroscopy with high-harmonic sources, Nat Commun., vol 6, pp 6167, 2015 z [25] S Stremoukhov, A Andreev, B Vodungbo, P Sali±res, B Mahieu, and G Lambert, Origin of ellipticity of high-order harmonics generated by a two-color laser field in the cross-polarized configuration, Phys Rev A, vol 94, no 1, pp , 2016 m co l gm @ an Lu n va 39 ac th si [26] A V Andreev, S Y Stremoukhov, and O A Shoutova, Population Dynamics of Ground State Sublevels: Influence on Polarization Properties of High Harmonics, J Russ Laser Res., vol 37, no 5, pp 484 , 2016 [27] A Andreev, S Stremoukhov, and O Shoutova, Longitudinal current in single-atom interacting with laser field, Europhys Lett., vol 120, no 1, pp 14003, 2017 [28] M Bertolotti, The History of the Laser 2005 [29] T Brabec and F Krausz, Intense few-cycle laser fields: Frontiers of nonlinear optics, Rev Mod Phys., vol 72, pp 545 , 2000 lu [30] L V Keldysh, Ionization in the field of a strong electromagnetic wave, Sov Phys JETP, vol 20, no 5, pp 1307 , 1965 an n va [32] H Wang, Y Xu, S Ulonska, J S Robinson, P Ranitovic, and R A Kaindl, Bright high-repetition-rate source of narrowband extremeultraviolet harmonics beyond 22 eV, Nat Commun., vol 6, no May, pp , 2015 p ie gh tn to [31] P B Corkum, Plasma perspective on strong field multiphoton ionization, Phys Rev Lett., vol 71, pp 1994 , 1993 w d oa nl [33] T Fan, P Grychtol, R Knut, C Hern¡ndez-Garc½a, D D Hickstein, D Zusin, C Gentry, F J Dollar, C A Mancuso, C W Hogle, O Kfir, D Legut, K Carva, J L Ellis, K M Dorney, C Chen, O G Shpyrko, E E Fullerton, O Cohen, P M Oppeneer, D B Milosevic, A Becker, A A Jaro n-Becker, T Popmintchev, M M Murnane, and H C Kapteyn, Bright circularly polarized soft X-ray high harmonics for X-ray magnetic circular dichroism, Proc Natl Acad Sci., vol 112, no 46, pp 14206 , 2015 nf va an lu z at nh oi lm ul [34] P Skalicky, C Malgrange, and IUCr, Polarization phenomena in X-ray diffraction, Acta Crystallogr Sect A, vol 28, pp 501 , 1972 z [35] A Etches, C B Madsen, and L B Madsen, Inducing elliptically polarized high-order harmonics from aligned molecules with linearly polarized femtosecond pulses, Phys Rev A - At Mol Opt Phys., vol 81, no 1, 2010 co l gm @ m [36] O Kfir, P Grychtol, E Turgut, R Knut, D Zusin, D Popmintchev, T Popmintchev, H Nembach, J M Shaw, A Fleischer, H Kapteyn, an Lu n va 40 ac th si M Murnane, and O Cohen, Generation of bright phase-matched circularly-polarized extreme ultraviolet high harmonics, Nat Photonics, vol 9, no 2, pp 99 , 2014 [37] D D Hickstein, F J Dollar, P Grychtol, J L Ellis, R Knut, C Hernandez-Garcia, D Zusin, C Gentry, J M Shaw, T Fan, K M Dorney, A Becker, A Jaron-Becker, H C Kapteyn, M M Murnane, and C G Durfee, Non-collinear generation of angularly isolated circularly polarized high harmonics, Nat Photonics, vol 9, no 11, pp 743 , 2015 lu [38] K M Dorney, J L Ellis, C Hern¡ndez-Garc½a, D D Hickstein, C A Mancuso, N Brooks, T Fan, G Fan, D Zusin, C Gentry, P Grychtol, H C Kapteyn, and M M Murnane, Helicity-Selective Enhancement and Polarization Control of Attosecond High Harmonic Waveforms Driven by Bichromatic Circularly Polarized Laser Fields, Phys Rev Lett., vol 119, no 6, pp 45 , 2017 an n va gh tn to [39] A V Andreev, Interaction of an atom with superstrong laser fields, J Exp Theor Phys., vol 89, no 3, pp , 1999 p ie [40] A V Andreev and O A Shutova, Interaction of an atom with a laser field of intraatomic strength, Bull Russ Acad Sci Phys., vol 72, no 5, pp 647 , 2008 w d oa nl [41] A V Andreev, S Y Stremoukhov, and O A Shoutova, Light-induced anisotropy of atomic response: Prospects for emission spectrum control, Eur Phys J D, vol 66, no 1, pp , 2012 an lu nf va [42] A V Andreev and S Y Stremoukhov, Terahertz-radiation generation in the ionization-free regime of light-atom interaction, Phys Rev A At Mol Opt Phys., vol 87, no 5, pp , 2013 lm ul z at nh oi [43] M Lewenstein, P Balcou, M Y Ivanov, A L'Huillier, and P B Corkum, Theory of high-harmonic generation by low-frequency laser fields, Phys Rev A, vol 49, no 3, pp 2117 , 1994 z [44] A T Le, T Morishita, and C D Lin, Extraction of the speciesdependent dipole amplitude and phase from high-order harmonic spectra in rare-gas atoms, Phys Rev A - At Mol Opt Phys., vol 78, pp 023814, 2008 co l gm @ m [45] T Morishita, A T Le, Z Chen, and C D Lin, Accurate retrieval of structural information from laser-induced photoelectron and high-order an Lu n va 41 ac th si harmonic spectra by few-cycle laser pulses, Phys Rev Lett., vol 100, pp 013903, 2008 [46] J L Krause, K J Schafer, and K C Kulander, Calculation of photoemission from atoms subject to intense laser fields, Phys Rev A, vol 45, pp 4998 , 1992 [47] S Petretti, Y V Vanne, A Saenz, A Castro, and P Decleva, Alignment-dependent ionization of N2, O2, and CO2 in intense laser fields, Phys Rev Lett., vol 104, pp 223001, 2010 [48] K C Kulander, Time-dependent Hartree-Fock theory of multiphoton ionization: Helium, Phys Rev A, vol 36, pp 2726 , 1987 lu [49] M S Pindzola, P Gavras, and T W Gorczyca, Time-dependent unrestricted Hartree-Fock theory for the multiphoton ionization of atoms, Phys Rev A, vol 51, pp 3999 , 1995 an n va p ie gh tn to [50] X.-M Tong and S.-I Chu, Multiphoton ionization and high-order harmonic generation of He, Ne, and Ar atoms in intense pulsed laser fields: Self-interaction-free time-dependent density-functional theoretical approach, Phys Rev A, vol 64, pp 013417, 2001 d oa nl w [51] X Chu and S.-I Chu, Self-interaction-free time-dependent densityfunctional theory for molecular processes in strong fields: High-order harmonic generation of H in intense laser fields, Phys Rev A, vol 63, pp 023411, 2001 an lu nf va [52] C Ruiz, D J Hoffmann, R Torres, L E Chipperfield, and J P Marangos, Control of the polarization of attosecond pulses using a two-color field, New J Phys., vol 11, pp 27, 2009 lm ul z at nh oi [53] M R Hermann and J A Fleck, Split-operator spectral method for solving the time-dependent Schrodinger equation in spherical coordinates, Phys Rev A, vol 38, no 12, pp 6000 , 1988 z [54] J V Lill, G A Parker, and J C Light, Discrete variable representations and sudden models in quantum scattering theory, Chem Phys Lett., vol 89, pp 483 , 1982 l gm @ m co [55] J C Light, I P Hamilton, and J V Lill, Generalized discrete variable approximation in quantum mechanics, J Chem Phys., vol 82, pp 1400 , 1985 an Lu n va 42 ac th si [56] H K V Lotsch, W T Rhodes, E B A Adibi, T Asakura, T W Hansch, T Kamiya, F Krausz, B Monemar, H Venghaus, H Weber, H Weinfurter, and W T Rhodes, Strong Field Laser Physics, vol 134 2009 [57] X M Tong and C D Lin, Empirical formula for static field ionization rates of atoms and molecules by lasers in the barrier-suppression regime, J Phys B At Mol Opt Phys., vol 38, no 15, pp 2593 , 2005 [58] A T Le, R R Lucchese, and C D Lin, Polarization and ellipticity of high-order harmonics from aligned molecules generated by linearly polarized intense laser pulses, Phys Rev A - At Mol Opt Phys., vol 82, no 2, pp , 2010 lu an [59] O E Alon, V Averbukh, and N Moiseyev, Selection Rules for the High Harmonic Generation Spectra, Phys Rev Lett., vol 80, no 17, pp 3743 , 1998 n va p ie gh tn to [60] Y Nabekawa, K Kondo, N Sarukura, K Sajiki, and S Watanabe, Terawatt KrF/Ti - Sapphire hybrid laser system, Opt Lett, vol 18, pp 1922 , 1993 d oa nl w [61] C.-J Lai and F X Kartner, The influence of plasma defocusing in high harmonic generation, Opt Express, vol 19, no 23, pp 22377, 2011 nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va 43 ac th si Tp.HCM, ngy thĂng 05, nôm 2018 Chỳ kẵ cừa Sinh viản lu an n va Tp.HCM, ngy thĂng 05, nôm 2018 XĂc nhên cừa Chừ tch Hởi ỗng p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul Tp.HCM, ng y thĂng 05, nôm 2018 XĂc nhên cừa GiÊng viản hữợng dăn z m co l gm @ an Lu n va 44 ac th si
Ngày đăng: 17/07/2023, 09:33
Xem thêm:
