Novel Methods for Pulse Compression
Notice bibliographique
Résumé
Strong field physics, femtosecond (1 fs = $10^{-15}$), and attosecond (1 as = $10^{-18}$) science require intense ultrashort laser pulses for excitation and measurement. Although fs pulses can be generated directly from a laser amplifier, durations necessary for ultrafast science require spectral broadening and compression. The most common spectral broadening technique exploits the nonlinear interaction of intense pulses focused into gas-filled hollow-core fibres [1]. These fibres allow for a long interaction length to generate octave-spanning spectra while maintaining a near Gaussian spatial distribution. However, these fibres can be 1 – 3 metres on an optical table with additional 1 m focusing and collimating optics, and require continuous backfilled gas flow. More recently, the self-phase modulation in thin crystals broadens the spectrum and uses a self-focusing relay to maintain the beam quality [2]. A combination of solids and gases to generate a supercontinuum has been used to generate attosecond extreme ultraviolet (XUV) pulses [3]. Ultrashort pulses can have a wide variety of applications, including disrupting biological processes for medical procedures, observation of electronic processes on an attosecond scale, and generating XUV and soft X-ray pulses via high harmonic generation or terahertz via difference frequency generation [4]. Here, we compare numerically and experimentally the spectral broadening in solvents and crystals to demonstrate the potential for a compact setup for generating octave spanning pulses for ultrafast experiments. We find that passing a beam through several cm of methanol produces a supercontinuum spectrum that can support few-fs pulses. Similar to the multi-plate thin crystal method, we place a series of 1 cm cuvettes of methanol around two foci in order to reduce self-focussing effects and to avoid filamentation within the material. We compress these pulses using dispersion compensating mirrors, and characterize the resulting pulses using frequency resolved optical gating (FROG) and a novel measurement scheme. Our simulations and models predict a sub-10 fs bandwidth-limited pulse resulting from two subsequent compressions using a total of 4 cm of methanol to generate a supercontinuum. Using this method, experimentally, we have achieved a broad spectrum capable of supporting sub-30 fs pulses. [1] E. Haddad, R. Safaei, A. Leblanc, R. Piccoli, Y.G. Jeong, H. Ibrahim,B.E. Schmidt, R. Morandotti, L. Razzari, F. Légaré, P. Lassonde. "Molecular gases for pulse compression in hollow core fibers," Optics Express (2018). [2] Y.-C. Cheng, C.-H. Lu, Y.-Y. Lin, and A. H. Kung, "Supercontinuum generation in a multi-plate medium," Optics Express (2016). [3] T. J. Hammond, S. Monchocé, C. Zhang, G. Vampa, D. Klug, A. Y. Naumov, D. M. Villeneuve, and P. B. Corkum "Integrating solids and gases for attosecond pulse generation," Nature Photonics (2017). [4] M. Cheng, A. Reynolds, H. Widgren, and M. Khalil, "Generation of tunable octave-spanning mid-infrared pulses by filamentation in gas media," Optics Letters (2012).
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,025 | 0,006 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».