Фемто- и аттосекундная лазерная спектрохронография. Лекция 1

1. Фемто- и аттосекундная лазерная спектрохронография Когерентное оптическое управление быстропротекающими физическими процессами

2. Фемто- и аттосекундная спектроскопия и спектрохронография

3.

4.

5.

6.

7.

1964 год
профессор Гарольд Едгертон
(Массачусетский Технологический Институт)

8.

9. Быстрая фотография и химия

Svante Arrhenius,
1903 Nobel Prize

10. Сверхбыстрая камера

Ahmed Zewail,
1999 Nobel Prize

11. Фемтосекундная фотокамера для химика

12. Основы взаимодействия излучения с веществом

1 D 4 Pnl
E 2 2 2
2
c t
c t
2
P N Q E
2
(Q) - поляризуемость
Q ...
Q 0
Q 0
QE
P N 0 E N
Q 0

13.

(Q)
Свет ↔ Вещество
Спектрохронография
взаимодействие
управление

14. Когерентный (фазовый) контроль

Квантовая химия, управление
химическими реакциями
Селективное возбуждение и управление
динамикой волновых пакетов
Сильные поля
Формирование сверхкоротких импульсов и
управление их параметрами,
аттосекундная физика

15. Спектрохронография: спектральные измерения с разрешением по времени

Возбуждение - зондирование

16. Нелинейно-оптическое зондирование

Когерентное антистоксово
рассеяние света

17. Фемтосекундная КАРС спектроскопия

18. Фемтосекундная КАРС спектроскопия

19. Управление волновыми пакетами

20.

Energy
S1
Vibrational
wave packet
S0
1
1
X
Femtosecond
pulse
A
Uncolored
B
Colored
Reaction coordinate

21. Селективное приготовление и зондирование квантовых состояний

22. Оптимальный контроль

23. Pulse shaping

24. Аттосекундный прорыв

25.

Picosecond resolution
Femtosecond resolution
Attosecond resolution

26. Аттосекундная томография

Paul Corkum

27. Аттосекундная томография

J. Itatani et al. Nature 2004

28.

Real-time observation of valence electron motion
Eleftherios Goulielmakis et. al, Nature Letters (2010)

29.

Time-resolved atomic inner-shell
spectroscopy

30. Carrier envelope frequency offset

31. Absolute phase in ultrafast optics

32. Supercontinua in optical metrology

R. Holzwarth et al., PRL, 2000
S.A. Diddams, et al., PRL, 2000

33. PCF samples

34. Multiple colors with unamplified femtosecond pulses

A.M. Zheltikov, Phys. Uspekhi, www.ufn.ru

35. Supercontinuum and mode-controlled colors from PCF

Intensity, dB
Supercontinuum and
mode-controlled colors
from PCF
3
-20
2
-40
1
400
600
800
1000
Wavelength, nm
Minglie Hu et al.,
Optics Express (2004)

36. Supercontinua in optical metrology

R. Holzwarth et al., PRL, 2000
Relative Po we r (d B)
S.A. Diddams, et al., PRL, 2000
-30
-40
-50
-60
-70
600
800
1000
Wa velength (nm)
1200

37. Микроскопия на основе квантово-управляемого КАРС

Микроскопия на основе квантовоуправляемого КАРС

38. Дифракция сверхкоротких электронных импульсов

39. Электронная дифракция

C2F4I2

40. Электронная дифракция