Генерация аттосекундных импульсов и аттометрология
Успехи в создании компактных источников когерентного рентгеновского излучения с использованием генерации высоких гармоник лазерного излучения и в получении на этой основе аттосекундных импульсов стали важными предпосылками для возникновения и бурного развития аттосекундной физики и аттометрологии. Аттометрология позволяет зондировать внутренние процессы в веществе, связанные с движением электронов и легких ядер.
Ряд важных результатов в области аттосекундной физики и аттометрологии получен сотрудниками ИПФ РАН под руководством А. М. Сергеева и М. Ю. Рябикина. Теоретически исследована генерация высоких гармоник лазерного излучения с учетом структуры электронных волновых пакетов при отрыве от атомов и перерассеянии на родительских ионах и особенностей сечений свободно-связанных переходов в различных атомах. В частности, предложено для повышения эффективности генерации высоких гармоник использовать частотные аномалии в сечениях свободно-связанных электронных переходов; дано объяснение эллиптичности высоких гармоник и найдены условия высокоэффективной генерации гармоник с эллиптической и круговой поляризацией. Обнаружен эффект резкого возрастания эффективности генерации аттосекундных импульсов в режиме надбарьерной ионизации атомов мощными оптическими импульсами при использовании исходно возбужденных электронных состояний. Теоретически показано, что эффективность генерации высоких гармоник излучения и аттосекундных импульсов при лазерной ионизации молекул может значительно превосходить эффективность аналогичных процессов в атомных системах. Продемонстрированы возможности управления энергетическими, спектральными и временными характеристиками аттосекундных импульсов при использовании молекулярных колебательных, диссоциативных и вращательных волновых пакетов.
Развиты методы визуализации сверхбыстрой внутренней динамики молекул с использованием их зондирования электронами, отрываемыми от молекул в сильном лазерном поле и перерассеивающимися на родительских ионах. В частности, предложен метод зондирования долговременной эволюции молекулярных колебательных волновых пакетов, основанный на измерении сигнала высоких гармоник частоты зондирующего лазерного импульса с использованием эффекта ускоренной ионизации растянутых молекул. Разработаны методики получения информации о структуре молекул по спектрам перерассеянных электронов и генерируемых фотонов, позволяющие достигать субфемтосекундного временного и субангстремного пространственного разрешения.
