Influence of the Carrier–Envelope Phase on the Generation of the Multioctave Supercontinuum and Ultrashort Pulses in Antiresonant Hollow Waveguides

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The influence of the carrier–envelope phase on the spectrum of the supercontinuum and on the characteristics of ultrashort pulses, which are formed by the nonlinear optical transformation of pump pulses in an argon-filled antiresonant hollow waveguide has been demonstrated. The experimental and theoretical analysis has shown that the soliton self-compression of pump radiation with a central wavelength of about 2 μm forms a pulse with a duration of nearly one optical cycle and with a spectrum broadened to the region of 400‒800 nm, where interference with the broadband third harmonic generated by the same pulse is observed. The interference pattern is sensitive to the carrier–envelope phase of the laser pulse. The analysis of the interference pattern provides information on the difference of the spectral phases of the soliton and third harmonic in the spectral range wider than an octave and allows one to control the duration of pulses formed in the process of soliton self-compression.

About the authors

I. V. Savitskiy

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: a.b.fedotov@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia

A. A. Voronin

Faculty of Physics, Moscow State University;Russian Quantum Center

Email: a.b.fedotov@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia;121205, Skolkovo, Moscow, Russia

E. A. Stepanov

Faculty of Physics, Moscow State University;Russian Quantum Center

Email: a.b.fedotov@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia;121205, Skolkovo, Moscow, Russia

A. A. Lanin

Faculty of Physics, Moscow State University;Russian Quantum Center

Email: a.b.fedotov@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia;121205, Skolkovo, Moscow, Russia

A. B. Fedotov

Faculty of Physics, Moscow State University;Russian Quantum Center

Author for correspondence.
Email: b.fedotov@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia;121205, Skolkovo, Moscow, Russia

References

  1. A. Wirth, M.T. Hassan, I. Grguraˇs, J. Gagnon, A. Moulet, T.T. Luu, S. Pabst, R. Santra, Z.A. Alahmed, A.M. Azzeer, V. S. Yakovlev, V. Pervak, F. Krausz, and E. Goulielmakis, Science 334, 195 (2011).
  2. S.-W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K.-H. Hong, S. Bhardwaj, J.R. Birge, L.-J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, and G. Cerullo, Nat. Photonics 5, 475 (2011).
  3. E. Ridente, M. Mamaikin, N. Altwaijry, D. Zimin, M. F. Kling, V. Pervak, M. Weidman, F. Krausz, and N. Karpowicz, Nat. Commun. 13, 1111 (2022).
  4. P.B. Corkum and F. Krausz, Nat. Phys. 3, 381 (2007).
  5. G. Vampa, T. J. Hammond, N. Thir'e, B. E. Schmidt, F. L'egar'e, C.R. McDonald, T. Brabec, and P.B. Corkum, Nature 522, 462 (2015).
  6. O. Schubert, M. Hohenleutner, F. Langer, B. Urbanek, C. Lange, U. Huttner, D. Golde, T. Meier, M. Kira, S.W. Koch, and R. Huber, Nat. Photonics 8, 119 (2014).
  7. A. Baltuˇska, T. Udem, M. Uiberacker, M. Hentschel, E. Goulielmakis, C. Gohle, R. Holzwarth, V. S. Yakovlev, A. Scrinzi, and T.W. H¨ansch, Nature 421, 611 (2003).
  8. M. Kreß, T. L¨offler, M.D. Thomson, R. D¨orner, H. Gimpel, K. Zrost, T. Ergler, R. Moshammer, U. Morgner, J. Ullrich, and H.G. Roskos, Nat. Phys. 2, 327 (2006).
  9. A. Schiffrin, T. Paasch-Colberg, N. Karpowicz, V. Apalkov, D. Gerster, S. M¨uhlbrandt, M. Korbman, J. Reichert, M. Schultze, S. Holzner, J.V. Barth, R. Kienberger, R. Ernstorfer, V. S. Yakovlev, M. I. Stockman, and F. Krausz, Nature 493, 70 (2013).
  10. F. Krausz and M. I. Stockman, Nat. Photonics 8, 205 (2014).
  11. M. Lucchini, S.A. Sato, A. Ludwig, J. Herrmann, M. Volkov, L. Kasmi, Y. Shinohara, K. Yabana, L. Gallmann, and U. Keller, Science 353, 916 (2016).
  12. G.P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, fifth edition, Academic Press, N.Y. (2013).
  13. С.А. Ахманов, В.А. Выслоух, А.С. Чиркин, Оптика фемтосекундных лазерных импульсов, Наука, М. (1988).
  14. T. Brabec and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 78, 3282 (1997).
  15. T. Brabec and F. Krausz, Rev. Mod. Phys. 72, 545 (2000).
  16. T. Balciunas, C. Fourcade-Dutin, G. Fan, T. Witting, A.A. Voronin, A.M. Zheltikov, F. Gerome, G.G. Paulus, A. Baltuska, and F. Benabid, Nat. Commun. 6, 6117 (2015).
  17. U. Elu, M. Baudisch, H. Pires, F. Tani, M.H. Frosz, F. K¨ottig, A. Ermolov, P. St. J. Russell, and J. Biegert, Optica 4, 1024 (2017).
  18. E.A. Stepanov, A.A. Voronin, F. Meng, A.V. Mitrofanov, D.A. Sidorov-Biryukov, M.V. Rozhko, P.B. Glek, Y. Li, A.B. Fedotov, A. Pugˇzlys, A. Baltuˇska, B. Liu, S. Gao, Y. Wang, P. Wang, M. Hu, and A.M. Zheltikov, Phys. Rev. A 99, 033855 (2019).
  19. A.A. Voronin and A.M. Zheltikov, Phys. Rev. A 90, 043807 (2014).
  20. L. Berg'e, C.-L. Soulez, C. K¨ohler, and S. Skupin, Appl. Phys. B 103, 563 (2011).
  21. C. Gong, J. Jiang, C. Li, L. Song, Z. Zeng, Y. Zheng, J. Miao, X. Ge, Y. Deng, and R. Li, Opt. Express 21, 24120 (2013).
  22. Y. Zhong, H. Diao, Z. Zeng, Y. Zheng, X. Ge, R. Li, and Z. Xu, Opt. Express 22, 29170 (2014).
  23. E. Zaloznaya, V. Kompanets, A. Savvin, A. Dormidonov, S. Chekalin, and V. Kandidov, Laser. Phys. Lett. 19, 075402 (2022).
  24. P. Steinleitner, N. Nagl, M. Kowalczyk, J. Zhang, V. Pervak, C. Hofer, A. Hudzikowski, J. Sotor, A. Weigel, F. Krausz, and K. F. Mak, Nat. Photonics 16, 512 (2022).
  25. A. J. Lind, A. Kowligy, H. Timmers, F.C. Cruz, N. Nader, M.C. Silfies, T.K. Allison, and S.A. Diddams, Phys. Rev. Lett. 124, 133904 (2020).
  26. I.V. Savitsky, E.A. Stepanov, A.A. Lanin, A.B. Fedotov, and A.M. Zheltikov, ACS Photonics 9, 1679 (2022).
  27. G. Fan, T. Balˇci¯unas, C. Fourcade-Dutin, S. Haessler, A.A. Voronin, A.M. Zheltikov, F. G'erˆome, F. Benabid, A. Baltuˇska, and T. Witting, Opt. Express 24, 12713 (2016).
  28. L. Berge, S. Skupin, R. Nuter, J. Kasparian, and J.-P. Wolf, Rep. Prog. Phys. 70, 1633 (2007).
  29. A. Couairon and A. Mysyrowicz, Phys. Rep. 441, 47 (2007).
  30. M. Zeisberger and M.A. Schmidt, Sci. Rep. 7, 11761 (2017).
  31. Л.В. Келдыш, ЖЭТФ 47, 1945 (1965).
  32. А.М. Переломов, В.С. Попов, М. В. Терентьев, ЖЭТФ 50, 1393 (1966).
  33. И.В. Савицкий, Е.А. Степанов, А.А. Ланин, А.Б. Федотов, Письма в ЖЭТФ 117, 285 (2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».