Effect of multiple rescatterings on continuum harmonics from asymmetric molecules in multicycle lasers

We are happy to announce that Dr. Cam-Tu Le and colleagues recently published their work entitled "Effect of multiple rescatterings on continuum harmonics from asymmetric molecules in multicycle lasers" on the journal Physical Chemistry Chemical Physics (Royal Society of Chemistry)

Abstract

A wide range of harmonics especially continuum harmonics is a prerequisite for attosecond pulse generation. One can use longer-wavelength lasers to push the cutoff to a higher order. However, this does not translate to the same amount of continuum range extension because multiple rescattering phenomena are also enhanced in the process, potentially affecting the lower end of the continuum harmonics. It is then important to understand exactly how multiple rescatterings affect the harmonic structure and their response to various laser parameters, which is the main theme of this paper. Particularly, by applying the synchrosqueezed time-frequency transform and classical electron trajectory analysis to the asymmetric molecule carbon monoxide (CO), we justify that the multiple rescatterings indeed influence the periodicity of the harmonic spectra and the stable periodicity is, in fact, bounded by the first- and third-order returns. Moreover, for the first time, we find that the high-order rescatterings are asymmetric regarding the molecular rotation of 180°, but always correlate with the first-order returns. Our last result is that by breaking the laser symmetry in an appropriate way, the contribution of multiple rescatterings is removed so that the continuum region is entirely defined by the first-order return energies.

Tóm tắt

Một miền rộng các sóng điều hòa bậc cao (HHG), đặc biệt là các HHG liên tục, là điều kiện tiên quyết để tạo ra xung atto giây. Người ta có thể sử dụng laser có bước sóng dài hơn để đẩy năng lượng điểm dừng lên giá trị cao hơn. Tuy nhiên, điều này không đồng nghĩa với việc mở rộng phạm vi HHG liên tục vì sự tán xạ nhiều lần cũng được tăng cường trong quá trình này, và có khả năng ảnh hưởng đến giới hạn dưới của miền HHG liên tục. Như vậy, hiểu được chính xác cách mà sự tán xạ nhiều lần ảnh hưởng đến cấu trúc HHG và sự thay đổi của chúng với các thông số laser khác nhau là điều quan trọng, đó cũng là chủ đề chính của bài báo này. Bằng cách sử dụng phép biến đổi tần số-thời gian đồng bộ hóa và phân tích quỹ đạo electron cổ điển cho phân tử bất đối xứng carbon monoxide (CO), chúng tôi chứng minh được rằng sự tán xạ nhiều lần thực sự ảnh hưởng đến tính tuần hoàn của phổ HHG, và vùng HHG có sự tuần hoàn ổn định bị giới hạn bởi lần tán xạ thứ nhất và lần thứ ba. Thêm vào đó, kết quả cho thấy các tán xạ bậc cao là bất đối xứng đối với sự quay phân tử 180°, nhưng luôn tương quan với tán xạ bậc nhất. Sau cùng, chúng tôi chỉ ra rằng bằng cách phá vỡ đối xứng của laser theo cách thích hợp, sự đóng góp của sự tán xạ nhiều lần sẽ được loại bỏ để vùng HHG liên tục được xác định hoàn toàn bởi năng lượng của sự tán xạ bậc nhất.