On the Possibility of Converting Linearly Polarized Attosecond Pulses of High Harmonics into Circularly Polarized Pulses with an Increase in the Energy in an Optically Modulated Neon-Like Active Medium of an X-Ray Plasma Laser

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A method is proposed for converting linearly polarized radiation of a single harmonic or a combination of high-order harmonics of an optical field, which form a train of subfemto-/attosecond pulses, into elliptically and, in particular, circularly polarized radiation in an optically modulated neon-like active medium of an X‑ray plasma laser. It is shown that this method can provide a high energy efficiency of radiation conversion due to the amplification of the harmonic field, and is also insensitive to changes in the number of high harmonics that form the amplified pulses. The possibility of experimental implementation of the method is considered on the example of an active plasma of neon-like Ti12+ ions with an unperturbed inverted transition wavelength of 32.6 nm.

About the authors

I. R Khayrulin

Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences, 603950, Nizhny Novgorod, Russia

Email: khairulinir@ipfran.ru

V. A Antonov

Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences, 603950, Nizhny Novgorod, Russia

Email: khairulinir@ipfran.ru

M. Yu Ryabikin

Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences, 603950, Nizhny Novgorod, Russia; Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod, 603950, Nizhny Novgorod, Russia

Author for correspondence.
Email: khairulinir@ipfran.ru

References

  1. F. Krausz and M. Ivanov, Rev. Mod. Phys. 81, 163 (2009).
  2. M. Wu, S. Chen, S. Camp, K. J. Schafer, and M. B. Gaarde, J. Phys. B 49, 062003 (2016).
  3. L. Young, K. Ueda, M. Guhr et al. (Collaboration), J. Phys. B 51, 032003 (2018).
  4. R. Schoenlein, T. Elsaesser, K. Holldack, Z. Huang, H. Kapteyn, M. Murnane, and M. Woerner, Philos. Trans. R. Soc. A 377, 20180384 (2019).
  5. C. Winterfeldt, C. Spielmann, and G. Gerber, Rev. Mod. Phys. 80, 117 (2008).
  6. M. C. Kohler, T. Pfeifer, K. Z. Hatsagortsyan, and C. H. Keitel, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 61, 159 (2012).
  7. В. В. Стрелков, В. Т. Платоненко, А. Ф. Стержантов, М. Ю. Рябикин, УФН 186, 449 (2016).
  8. P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993).
  9. M. Lewenstein, P. Balcou, M. Y. Ivanov, A. L'Huillier, and P. B. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994).
  10. K. S. Budil, P. Salieres, A. L'Huillier, T. Ditmire, and M. D. Perry, Phys. Rev. A 48, R3437 (1993).
  11. P. Antoine, A. L'Huillier, M. Lewenstein, P. Sali'eres, and B. Carre, Phys. Rev. A 53, 1725 (1996).
  12. C. T. Chen, F. Sette, Y. Ma, and S. Modesti, Phys. Rev. B 42, 7262 (1990).
  13. C. M. Schneider, M. S. Hammond, P. Schuster, A. Cebollada, R. Miranda, and J. Kirschner, Phys. Rev. B 44, 12066 (1991).
  14. N. B¨owering, T. Lischke, B. Schmidtke, N. Mu¨ller, T. Khalil, and U. Heinzmann, Phys. Rev. Lett. 86, 1187 (2001).
  15. E. A. Schneidmiller and M. V. Yurkov, Phys. Rev. ST Accel. Beams 16, 110702 (2013).
  16. E. Ferrari, E. Allaria, J. Buck, G. De Ninno, B. Diviacco, D. Gauthier, L. Giannessi, L. Glaser, Z. Huang, M. Ilchen, G. Lambert, A. A. Lutman, B. Mahieu, G. Penco1, C. Spezzani, and J. Viefhaus, Sci. Rep. 5, 13531 (2015).
  17. A. A. Lutman, J. P. MacArthur, M. Ilchen et al. (Collaboration), Nature Photon. 10, 468 (2016).
  18. S. Ackermann, A. Azima, S. Bajt et al. (Collaboration), Phys. Rev. Lett. 111, 114801 (2013).
  19. V. V. Strelkov, M. A. Khokhlova, A. A. Gonoskov, I. A. Gonoskov, and M. Yu. Ryabikin, Phys. Rev. A 86, 013404 (2012).
  20. X. Zhou, R. Lock, N. Wagner, W. Li, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Phys. Rev. Lett. 102, 073902 (2009).
  21. E. Skantzakis, S. Chatziathanasiou, P. A. Carpeggiani, G. Sansone, A. Nayak, D. Gray, P. Tzallas, D. Charalambidis, E. Hertz, and O. Faucher, Sci. Rep. 6, 39295 (2016).
  22. G. Lambert, B. Vodungbo, J. Gautier, B. Mahieu, V. Malka, S. Sebban, P. Zeitoun, J. Luning, J. Perron, A. Andreev, S. Stremoukhov, F. Ardana-Lamas, A. Dax, C. P. Hauri, A. Sardinha, and M. Fajardo, Nat.Commun. 6, 6167 (2015).
  23. C. Zhai, R. Shao, P. Lan, B. Wang, Y. Zhang, H. Yuan, S. M. Njoroge, L. He, and P. Lu, Phys. Rev. A 101, 053407 (2020).
  24. A. Fleischer, O. K r, T. Diskin, P. Sidorenko, and O. Cohen, Nature Photon. 8, 543 (2014).
  25. O. K r, P. Grychtol, E. Turgut, R. Knut, D. Zusin, D. Popmintchev, T. Popmintchev, H. Nembach, J. M. Shaw, A. Fleischer, H. Kapteyn, M. Murnane, and O. Cohen, Nature Photon. 9, 99 (2015).
  26. A. Depresseux, E. Oliva, J. Gautier, F. Tissandier, G. Lambert, B. Vodungbo, J.-P. Goddet, A. Tafzi, J. Nejdl, M. Kozlova, G. Maynard, H. T. Kim, K. Ta Phuoc, A. Rousse, P. Zeitoun, and S. Sebban, Phys. Rev. Lett. 115, 083901 (2015).
  27. I. R. Khairulin, V. А. Antonov, М. Yu. Ryabikin, M. A. Berrill, V. N. Shlyaptsev, J. J. Rocca, and O. Kocharovskaya, Sci. Rep. 12, 6204 (2022).
  28. J. B. Kortright and J. H. Underwood, Nucl. Instrum. Methods A 291, 272 (1990).
  29. F. Sch¨afers, H.-Ch. Mertins, A. Gaupp, W. Gudat, M. Mertin, I. Packe, F. Schmolla, S. Di Fonzo, G. Soulli'e, W. Jark, R. Walker, X. Le Cann, R. Nyholm, and M. Eriksson, Appl. Opt. 38, 4074 (1999).
  30. H. Kimura, T. Miyahara, Y. Goto, K. Mayama, M. Yanagihara, and M. Yamamoto, Rev. Sci. Instrum. 66, 1920 (1995).
  31. B. Vodungbo, A. B. Sardinha, J. Gautier, G. Lambert, C. Valentin, M. Lozano, G. Iaquaniello, F. Delmotte, S. Sebban, J. Lu¨ning, and P. Zeitoun, Opt. Express 19, 4346 (2011).
  32. J. Schmidt, A. Guggenmos, M. Hofstetter, S. H. Chew, and U. Kleineberg, Opt. Express 23, 33564 (2015).
  33. P. V. Nickles, V. N. Shlyaptsev, M. Kalachnikov, M. Schnu¨rer, I. Will, and W. Sandner, Phys. Rev. Lett. 78, 2748 (1997).
  34. D. Alessi, B. M. Luther, Y. Wang, M. A. Larotonda, M. Berrill, and J. J. Rocca, Opt. Express 13, 2093 (2005).
  35. M. Chini, B. Zhao, H. Wang, Y. Cheng, S. X. Hu, and Z. Chang, Phys. Rev. Lett. 109, 073601 (2012).
  36. В. С. Попов, УФН 174, 921 (2004).
  37. I. R. Khairulin, V. A. Antonov, M. Yu. Ryabikin, and O. Kocharovskaya, Photonics 9, 51 (2022).
  38. T. R. Akhmedzhanov, V. A. Antonov, A. Morozov, A. Goltsov, M. Scully, S. Suckewer, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. A 96, 033825 (2017).
  39. I. R. Khairulin, V. A. Antonov, M. Yu. Ryabikin, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. Res. 2, 023255 (2020).
  40. V. A. Antonov, I. R. Khairulin, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. A 102, 063528 (2020).
  41. И. Р. Хайрулин, В. А. Антонов, О. А. Кочаровская, Квантовая электроника 50, 375 (2020).
  42. I. R. Khairulin, V. A. Antonov, M. Yu. Ryabikin, and O. Kocharovskaya, Phys. Rev. A 107, 023507 (2023).
  43. M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, Pergamon Press, N.Y. (1964).
  44. G. Andriukaitis, T. Balciunas, S. Aliˇsauskas, A. Pugˇzlys, A. Baltuˇska, T. Popmintchev, M.-C. Chen, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 36, 2755 (2011).
  45. Z. Samsonova, S. Hofer, V. Kaymak, S. Aliˇsauskas, V. Shumakova, A. Pugˇzlys, A. Baltuska, T. Siefke, S. Kroker, A. Pukhov, O. Rosmej, I. Uschmann, C. Spielmann, and D. Kartashov, Phys. Rev. X 9, 021029 (2019).
  46. M. Berrill, Y. Wang, M. A. Larotonda, B. M. Luther, V. N. Shlyaptsev, and J. J. Rocca, Phys. Rev. A 75, 063821 (2007).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».