Поляризационные аспекты аттосекундной интероферометрии при смешивании состояний различной чётности

Юдин С.Н., Попова М.М., Грум-Гржимайло А.Н., Грызлова Е.В.

Ссылка для цитирования:

Юдин С.Н., Попова М.М., Грум-Гржимайло А.Н., Грызлова Е.В. Поляризационные аспекты аттосекундной интероферометрии при смешивании состояний различной чётности // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 8. С. 5–16. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-08-05-16

Yudin S.N.,Popova M.M., Grum-Grzhimailo A.N., Gryzlova E.V. On the polarization aspects of attosecond interferometry at mixing states of different parity [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 8. P. 5–16. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-08-05-16

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Квантовое управление фотоэмиссией основывается на создании нескольких путей перехода в состояние с одной энергией за счёт кратности частот компонент поля. В данной работе рассматриваются бихроматическая ионизация полем основной и удвоенной гармоник (w + 2w) и полихроматическая кратными гармониками, отстоящими на утроенную частоту затравочной (w + 3mw). В этих случаях при одной энергии смешиваются каналы разной чётности, и модуляция разности фаз между гармониками проявляется в изменении углового распределения фотоэмиссии. Цель работы. Теоретическое исследование интерференции каналов различной чётности в схемах бихроматической и полихроматической ионизации, проявляющейся в дифференциальных по углу характеристиках, и анализ симметрии фотоэмиссии для различных поляризационных геометрий. Методы. В предлагаемом исследовании используется метод алгебры углового момента в сочетании с решением нестационарного уравнения Шредингера и нестационарной теорией возмущений. Основные результаты. Мы исследуем симметрии углового распределения для шести поляризационных геометрий, обладающих наивысшей пространственной симметрией поля, линейно поляризованные в одном и перпендикулярных направлениях; поля, распространяющиеся в одном направлении с круговой поляризацией с одинаковым и противоположным направлениями вращения; одно поле с круговой поляризацией, а второе — с линейной в направлении распространения первого. Показано, что геометрия, в которой затравочная гармоника линейно поляризована, а кратная обладает круговой поляризацией, является оптимальной для определения фаз полей. Практическая значимость. Развитая в настоящей статье теория позволяет определять характеристики лазерных импульсов.

Ключевые слова:

когерентный контроль, поляризация излучения, фотоэмиссия, угловое распределение фотоэлектронов, атом гелия

Благодарность:

часть исследования, связанная с теоретическими выкладками (получение выражений для параметров угловой анизотропии в терминах приведённых амплитуд методами алгебры углового момента, определение типов симметрий, характерных для различных геометрий поля), выполнена в рамках государственного задания МГУ имени М. В. Ломоносова. Часть исследования, связанная с численными расчётами (расчёт матричных элементов перехода в MCHF (multiconfiguration Hartree-Fock), получение конкретных численных значений параметров угловой анизотропии, построение угловых распределений фотоэлектронов), выполнена за счёт гранта Российского научного фонда № 25-72-10172, https://rscf.ru/project/25-72-10172/.

Коды OCIS: 270.1670, 270.4180

Список источников:

1. Meyer M., Costello J.T., Düsterer S. et al. Two-colour experiments in the gas phase // J. Phys. B. 2010. V. 43. P. 194006. DOI: 10.1088/09534075/43/19/194006
2. Баранова Н.Б., Бетеров И.М., Зельдович Б.Я. и др. Обнаружение интерференции одно- и двухфотонного процессов ионизации 4s-состояния натрия // Письма в ЖЭТФ. 1992. Т. 55. С. 431.
Baranova N.B., Beterov I.M., Zel’dovich B.Y. et al. Observation of an interference of one- and two-photon ionization of the sodium 4s state // JETP Lett. 1992. V. 55. P. 431.
3. Shapiro M., Brumer P. Quantum control of bound and continuum state dynamics // Phys. Reports. 2006. V. 425. P. 195. DOI: 10.1016/j.physrep.2005.12.005
4. Callegari C., Grum-Grzhimailo A.N, Ishikawa K.L. et al. Atomic, molecular and optical physics applications of longitudinally coherent and narrow bandwidth freeelectron lasers // Phys. Reports. 2021. V. 904. P. 1. DOI: 10.1016/j.physrep.2020.12.002
5. Lewenstein M., Balcou P., Ivanov M.Y. et al. Theory of high-harmonic generation by low-frequency laser fields // PRA. 1994. V. 49. P. 2117. DOI: 10.1103/PhysRevA.49.2117
6. Varju K., Johnsson P., Lopez R. et al. Experimental studies of attosecond pulse trains // Laser Physics. 2005. V. 15. P. 888.
7. Maroju P.K., Grazioli C., Fraia M.Di et al. Attosecond pulse shaping using a seeded free-electron laser // Nature. 2020. V. 578. P. 386. DOI: 10.1038/s41586-020-2005-6
8. Prince K.C., Allaria E., Callegari C. et al. Coherent control with a short-wavelength free-electron laser // Nat. Photonics. 2016. V. 10. P. 176. DOI: 10.1038/nphoton.2016.13
9. Froese Fischer C., Brage T., Jönsson P. Computational atomic structure. Bristol: Institute of Physics Publishing, 1997. 279 p.
10. Mercouris T., Komninos Y., Dionissopoulou S., Nicolaides C.A. Computation of strong-field multiphoton processes in polyelectronic atoms: State-specific method and applications to H and Li– // PRA. 1994. V. 50. P. 4109. DOI: 10.1103/PhysRevA.50.4109
11. Попова М.М., Юдин С.Н., Грызлова Е.В. и др. Аттосекундная интерферометрия при участии дискретных состояний // ЖЭТФ. 2023. Т. 163. С. 297. DOI: 10.31857/S004445102303001X
Popova M.M., Yudin S.N., Gryzlova E.V., Kiselev M.D., Grum-Grzhimailo A.N. Attosecond interferometry involving discrete states // JETP. 2023. V. 136. P. 259. DOI: 10.1134/S1063776123030044
12. Popova M.M., Gryzlova E.V., Yudin S.N., Grum-Grzhimailo A.N. Advantages of polarization control in RABBITT // PRA. 2025. V. 111. P. 033105. DOI: 10.1103/PhysRevA.111.033105
13. Douguet N., Grum-Grzhimailo A.N., Gryzlova E.V. et al. Photoelectron angular distributions in bichromatic atomic ionization induced by circularly polarized VUV femtosecond pulses // Phys. Rev. A. 2016. V. 93. P. 033402. DOI: 10.1103/PhysRevA. 93.033402
14. Gryzlova E.V., Popova M.M., Grum-Grzhimailo A.N. et al. Coherent control of the photoelectron angular distribution in ionization of neon by a circularly polarized bichromatic field in the resonance region // PRA. 2019. V. 100. P. 063417. DOI: 10.1103/PhysRevA.100.063417
15. Popova M.M., Gryzlova E.V., Kiselev M.D., GrumGrzhimailo A.N. Symmetry violation in bichromatic ionization by a free-electron laser: Photoelectron angular distribution and spin polarization // Symmetry. 2021. V. 13. P. 1015. DOI: 10.3390/sym13061015