Abstract

We report the production of frequency-sheared high harmonics in argon by control of the envelope and chirp of the electric field of the femtosecond driving laser pulse. Using the classic three-step model of high-harmonic generation, we established a direct link between the properties of the harmonics and the fully characterized driving pulses. A simulation of the single-atom response in the strong-field approximation confirms the simple picture and shows good agreement with the experimental results.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. McPherson, G. Gibson, H. Jara, U. Johann, T. S. Luk, I. A. McIntyre, K. Boyer, and C. K. Rhodes, J. Opt. Soc. Am. B 4, 595 (1987).
    [CrossRef]
  2. M. Ferray, A. L’Huillier, X. F. Li, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988).
    [CrossRef]
  3. W. Theobald, R. Hässner, C. Wülker, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 77, 298 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. F. Quéré, J. Itatani, G. L. Yudin, and P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 90, 073902 (2003).
    [CrossRef]
  5. E. Cormier, I. A. Walmsley, E. M. Kosik, A. S. Wyatt, L. Corner, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 94, 033905 (2005).
    [CrossRef]
  6. P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. M. Lewenstein, Ph. Balcou, M. Yu. Ivanov, A. L’Huillier, and P. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. P. Antoine, A. L’Huillier, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 77, 1234 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
    [CrossRef]
  10. F. Verluise, V. Laude, J.-P. Huignard, P. Tournois, and A. Migus, J. Opt. Soc. Am. B 17, 138 (2000).
    [CrossRef]
  11. A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. L. Gallmann, D. H. Sutter, N. Matuschek, G. Steinmeyer, U. Keller, C. Iaconis, and I. A. Walmsley, Opt. Lett. 24, 1314 (1999).
    [CrossRef]
  13. W. Kornelis, J. Biegert, J. W.G. Tisch, M. Nisoli, G. Sansone, C. Vozzi, S. De Silvestri, and U. Keller, Opt. Lett. 28, 281 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. J. Paye, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2262 (1992).
    [CrossRef]
  15. K.-H. Hong, J.-H. Kim, Y. H. Kang, and C. H. Nam, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 74, S231 (2001).
    [CrossRef]
  16. F. A. Ilkov, J. E. Decker, and S. L. Chin, J. Phys. B 25, 4005 (1992).
    [CrossRef]
  17. J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
    [CrossRef]

2005 (1)

E. Cormier, I. A. Walmsley, E. M. Kosik, A. S. Wyatt, L. Corner, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 94, 033905 (2005).
[CrossRef]

2004 (2)

W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
[CrossRef]

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

2003 (2)

2001 (1)

K.-H. Hong, J.-H. Kim, Y. H. Kang, and C. H. Nam, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 74, S231 (2001).
[CrossRef]

2000 (1)

1999 (1)

1998 (1)

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

1996 (2)

W. Theobald, R. Hässner, C. Wülker, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 77, 298 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

P. Antoine, A. L’Huillier, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 77, 1234 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

1994 (1)

M. Lewenstein, Ph. Balcou, M. Yu. Ivanov, A. L’Huillier, and P. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

1993 (1)

P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

1992 (2)

J. Paye, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2262 (1992).
[CrossRef]

F. A. Ilkov, J. E. Decker, and S. L. Chin, J. Phys. B 25, 4005 (1992).
[CrossRef]

1988 (1)

M. Ferray, A. L’Huillier, X. F. Li, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988).
[CrossRef]

1987 (1)

Antoine, P.

P. Antoine, A. L’Huillier, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 77, 1234 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Backus, S.

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Balcou, Ph.

M. Lewenstein, Ph. Balcou, M. Yu. Ivanov, A. L’Huillier, and P. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Biegert, J.

W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
[CrossRef]

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

W. Kornelis, J. Biegert, J. W.G. Tisch, M. Nisoli, G. Sansone, C. Vozzi, S. De Silvestri, and U. Keller, Opt. Lett. 28, 281 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Boyer, K.

Bruck, M.

W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
[CrossRef]

Chang, Z.

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Chin, S. L.

F. A. Ilkov, J. E. Decker, and S. L. Chin, J. Phys. B 25, 4005 (1992).
[CrossRef]

Corkum, P.

M. Lewenstein, Ph. Balcou, M. Yu. Ivanov, A. L’Huillier, and P. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Corkum, P. B.

F. Quéré, J. Itatani, G. L. Yudin, and P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 90, 073902 (2003).
[CrossRef]

P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Cormier, E.

E. Cormier, I. A. Walmsley, E. M. Kosik, A. S. Wyatt, L. Corner, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 94, 033905 (2005).
[CrossRef]

Corner, L.

E. Cormier, I. A. Walmsley, E. M. Kosik, A. S. Wyatt, L. Corner, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 94, 033905 (2005).
[CrossRef]

De Silvestri, S.

Decker, J. E.

F. A. Ilkov, J. E. Decker, and S. L. Chin, J. Phys. B 25, 4005 (1992).
[CrossRef]

DiMauro, L. F.

E. Cormier, I. A. Walmsley, E. M. Kosik, A. S. Wyatt, L. Corner, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 94, 033905 (2005).
[CrossRef]

Durfee, C. G.

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Ferray, M.

M. Ferray, A. L’Huillier, X. F. Li, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988).
[CrossRef]

Gaarde, M. B.

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

Gallmann, L.

Gibson, G.

Hässner, R.

W. Theobald, R. Hässner, C. Wülker, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 77, 298 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Hauri, C. P.

W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
[CrossRef]

Heinrich, A.

W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
[CrossRef]

Helbing, F. W.

W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
[CrossRef]

Herne, C.

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Hong, K.-H.

K.-H. Hong, J.-H. Kim, Y. H. Kang, and C. H. Nam, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 74, S231 (2001).
[CrossRef]

Huignard, J.-P.

Iaconis, C.

Ilkov, F. A.

F. A. Ilkov, J. E. Decker, and S. L. Chin, J. Phys. B 25, 4005 (1992).
[CrossRef]

Itatani, J.

F. Quéré, J. Itatani, G. L. Yudin, and P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 90, 073902 (2003).
[CrossRef]

Ivanov, M. Yu.

M. Lewenstein, Ph. Balcou, M. Yu. Ivanov, A. L’Huillier, and P. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Jara, H.

Johann, U.

Johnsson, P.

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

Kang, Y. H.

K.-H. Hong, J.-H. Kim, Y. H. Kang, and C. H. Nam, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 74, S231 (2001).
[CrossRef]

Kapteyn, H. C.

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Keller, U.

W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
[CrossRef]

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

W. Kornelis, J. Biegert, J. W.G. Tisch, M. Nisoli, G. Sansone, C. Vozzi, S. De Silvestri, and U. Keller, Opt. Lett. 28, 281 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

L. Gallmann, D. H. Sutter, N. Matuschek, G. Steinmeyer, U. Keller, C. Iaconis, and I. A. Walmsley, Opt. Lett. 24, 1314 (1999).
[CrossRef]

Kim, J.-H.

K.-H. Hong, J.-H. Kim, Y. H. Kang, and C. H. Nam, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 74, S231 (2001).
[CrossRef]

Kornelis, W.

W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
[CrossRef]

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

W. Kornelis, J. Biegert, J. W.G. Tisch, M. Nisoli, G. Sansone, C. Vozzi, S. De Silvestri, and U. Keller, Opt. Lett. 28, 281 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Kosik, E. M.

E. Cormier, I. A. Walmsley, E. M. Kosik, A. S. Wyatt, L. Corner, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 94, 033905 (2005).
[CrossRef]

L’Huillier, A.

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

P. Antoine, A. L’Huillier, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 77, 1234 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

M. Lewenstein, Ph. Balcou, M. Yu. Ivanov, A. L’Huillier, and P. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

M. Ferray, A. L’Huillier, X. F. Li, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988).
[CrossRef]

Laude, V.

Lewenstein, M.

P. Antoine, A. L’Huillier, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 77, 1234 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

M. Lewenstein, Ph. Balcou, M. Yu. Ivanov, A. L’Huillier, and P. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Li, X. F.

M. Ferray, A. L’Huillier, X. F. Li, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988).
[CrossRef]

Lompré, L. A.

M. Ferray, A. L’Huillier, X. F. Li, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988).
[CrossRef]

Lopez-Martens, R.

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

Luk, T. S.

Mainfray, G.

M. Ferray, A. L’Huillier, X. F. Li, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988).
[CrossRef]

Manus, C.

M. Ferray, A. L’Huillier, X. F. Li, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988).
[CrossRef]

Matuschek, N.

Mauritsson, J.

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

McIntyre, I. A.

McPherson, A.

Migus, A.

Murnane, M. M.

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Nam, C. H.

K.-H. Hong, J.-H. Kim, Y. H. Kang, and C. H. Nam, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 74, S231 (2001).
[CrossRef]

Nisoli, M.

Paye, J.

J. Paye, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2262 (1992).
[CrossRef]

Quéré, F.

F. Quéré, J. Itatani, G. L. Yudin, and P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 90, 073902 (2003).
[CrossRef]

Rhodes, C. K.

Rundquist, A.

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Sansone, G.

Sauerbrey, R.

W. Theobald, R. Hässner, C. Wülker, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 77, 298 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Schafer, K. J.

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

Steinmeyer, G.

Sutter, D. H.

Theobald, W.

W. Theobald, R. Hässner, C. Wülker, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 77, 298 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Tisch, J. W.G.

Tournois, P.

Varju, K.

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

Verluise, F.

Vozzi, C.

Walmsley, I. A.

E. Cormier, I. A. Walmsley, E. M. Kosik, A. S. Wyatt, L. Corner, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 94, 033905 (2005).
[CrossRef]

L. Gallmann, D. H. Sutter, N. Matuschek, G. Steinmeyer, U. Keller, C. Iaconis, and I. A. Walmsley, Opt. Lett. 24, 1314 (1999).
[CrossRef]

Wülker, C.

W. Theobald, R. Hässner, C. Wülker, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 77, 298 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Wyatt, A. S.

E. Cormier, I. A. Walmsley, E. M. Kosik, A. S. Wyatt, L. Corner, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 94, 033905 (2005).
[CrossRef]

Yudin, G. L.

F. Quéré, J. Itatani, G. L. Yudin, and P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 90, 073902 (2003).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

W. Kornelis, M. Bruck, F. W. Helbing, C. P. Hauri, A. Heinrich, J. Biegert, and U. Keller, Appl. Phys. B 79, 1033 (2004).
[CrossRef]

Appl. Phys. B: Lasers Opt. (1)

K.-H. Hong, J.-H. Kim, Y. H. Kang, and C. H. Nam, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 74, S231 (2001).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

J. Paye, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2262 (1992).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

J. Phys. B (2)

M. Ferray, A. L’Huillier, X. F. Li, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988).
[CrossRef]

F. A. Ilkov, J. E. Decker, and S. L. Chin, J. Phys. B 25, 4005 (1992).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. A (2)

J. Mauritsson, P. Johnsson, R. Lopez-Martens, K. Varju, W. Kornelis, J. Biegert, U. Keller, M. B. Gaarde, K. J. Schafer, and A. L’Huillier, Phys. Rev. A 70, 21801 (2004).
[CrossRef]

M. Lewenstein, Ph. Balcou, M. Yu. Ivanov, A. L’Huillier, and P. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Rev. Lett. (5)

P. Antoine, A. L’Huillier, and M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 77, 1234 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

W. Theobald, R. Hässner, C. Wülker, and R. Sauerbrey, Phys. Rev. Lett. 77, 298 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

F. Quéré, J. Itatani, G. L. Yudin, and P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 90, 073902 (2003).
[CrossRef]

E. Cormier, I. A. Walmsley, E. M. Kosik, A. S. Wyatt, L. Corner, and L. F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 94, 033905 (2005).
[CrossRef]

P. B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Science (1)

A. Rundquist, C. G. Durfee, Z. Chang, C. Herne, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 280, 1412 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

Density plot of the Wigner distribution of a driving pulse, in which the solid curves show (i) the temporal pulse, (ii) the spectrum, and (iii) the instantaneous frequency.

Fig. 2
Fig. 2

Measured harmonic spectra for orders 17–23, with third-order dispersion of the driving pulses increasing from bottom to top (see text). Each curve is on the same intensity scale but shifted vertically for clarity.

Fig. 3
Fig. 3

Simulated and measured harmonic spectra for curve (c) of Fig. 2.

Metrics