Нелинейно-оптические методы измерений в фемтосекундной оптике

О важности измерения временного профиля
оптических импульсов
развертка фокусировки импульса

О важности измерения временного профиля
оптических импульсов
схема изменения свечения (люминесценции) молекулы при ее фотодиссоциации
? временная развертка дает информацию о молекулярной динамике
Приложения:
сверхбыстрая спектроскопия
лазерноиндуцированная химия
лазерная метрология
сверхбыстрое электрооптическое тестирование микросхем
лазерноиндуцированная плазма
генерация высших гармоник
аттосекундная оптика
оптические коммуникации
биомедицинские приложения

Об интенсивности и фазе в импульсе
временное представление импульса
спектральное представление импульса

Об интенсивности и фазе в импульсе: линейный чирп
(временное представление)
Фаза импульса определяет мгновенную частоту (цвет) импульса
если , то

Об интенсивности и фазе в импульсе: линейный чирп
(спектральное представление)
Фаза импульса определяет мгновенную частоту (цвет) импульса

Потеря информации о фазе в спектральных измерениях
Измеряется , а не

Временные измерения: как достигнуть фемтосекундного разрешения?
Все детекторы медленные (не быстрее 1 нс)
(самые быстрые - стрик-камеры)
но можно создать оптическую
задержку
300 мкм ? 2 пс
тройное отражение
сохраняет параллельность
входного и выходного
импульсов

Автокорреляционные измерения
Детектор измеряет автокорреляционную функцию импульса

Автокорреляционные измерения гауссовых импульсов

Автокорреляционные измерения sech-импульсов

Недостатки автокорреляционных измерений
автокорреляционная функция симметрична
? неоднозначность в восстановлении импульса

Вариант решения - кубичные автокорреляционные измерения
Детектор измеряет автокорреляционную функцию импульса
автокорреляционная функция несимметрична, но информация
о фазе по-прежнему утеряна

Другой вариант – использование стробирование коротким импульсом
Детектор измеряет кросс-корреляционную функцию импульсов
требуется референсный импульс, короче измеряемого