Research Abstract


Carrier-envelope phase-dependent high harmonic generation in the water window using few-cycle infrared pulses

2014年2月18日 Nature Communications 3 : 3331 doi: 10.1038/ncomms4331

チタンサファイアレーザーからの波形制御された数サイクルパルスを用いた高次高調波発生(HHG)によって、高強度場物理やアト秒物理における新しい研究分野が開かれた。しかし、HHGによるアト秒パルスの最大光子エネルギーは、極端紫外域にとどまっている。キャリア・エンベロープ位相が安定化された長波長光源は、アト秒パルスの光子エネルギーを軟X線領域に拡大するのに有望である。我々は、波長1,600 nmの2サイクル以下の光パルスを用いて、キャリア・エンベロープ位相に依存する水の窓におけるHHGを実証している。実験結果とシミュレーション結果は、単一の再結合イベントからのみ、炭素のK吸収端周辺において帯域幅75 eVの軟X線が放射されたことを示している。数サイクル赤外光パルスの波形による高次高調波の制御は、軟X線アト秒パルス発生への重要なマイルストーンである。我々は、半周期バーストの気体圧力依存性を測定した。この結果は、HHG過程における赤外光駆動パルス波形の1周期内の変形を示している。

石井 順久1, 金島 圭佑1, 北野 健太1, 金井 輝人1, 渡部 俊太郎2 & 板谷 治郎1

  1. 東京大学 物性研究所
  2. 東京理科大学 総合研究機構
High harmonic generation (HHG) using waveform-controlled, few-cycle pulses from Ti:sapphire lasers has opened emerging researches in strong-field and attosecond physics. However, the maximum photon energy of attosecond pulses via HHG remains limited to the extreme ultraviolet region. Long-wavelength light sources with carrier-envelope phase stabilization are promising to extend the photon energy of attosecond pulses into the soft X-ray region. Here we demonstrate carrier-envelope phase-dependent HHG in the water window using sub-two-cycle optical pulses at 1,600 nm. Experimental and simulated results indicate the confinement of soft X-ray emission in a single recombination event with a bandwidth of 75 eV around the carbon K edge. Control of high harmonics by the waveform of few-cycle infrared pulses is a key milestone to generate soft X-ray attosecond pulses. We measure a dependence of half-cycle bursts on the gas pressure, which indicates subcycle deformation of the waveform of the infrared drive pulses in the HHG process.