Skip to main content

Strong Field Ionization in a Multi-color Field

  • Chapter
Attosecond Physics

Abstract

We describe several implementations of multi-color shaping of the optical cycles of intense laser pulses, which allow direct control of strong-field dynamics and have important implications for many of their applications. After reviewing a purely optical detection method for attosecond tunneling ionization bursts in gases and transparent solids, we experimentally demonstrate the steering of the induced tunneling electron current via the optical cycle shape of the driving laser pulses. We describe two examples: the control of the electron emission direction in above-threshold ionization, and a new scheme for the efficient generation of tunable THz radiation. Finally, we also describe an application of shaped optical cycles to the generation of ultrafast XUV pulses and present first results on steering of the returning electron trajectories in HHG.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

eBook
USD 16.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 109.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info
Hardcover Book
USD 109.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  1. F. Krausz, M. Ivanov, Rev. Mod. Phys. 81, 163 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. L. Keldysh, Sov. Phys. JETP 20, 1307 (1965)

    MathSciNet  Google Scholar 

  3. P. Agostini, F. Fabre, G. Mainfray, G. Petite, N.K. Rahman, Phys. Rev. Lett. 42, 1127 (1979)

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. H.G. Roskos, M.D. Thomson, M. Kreß, T. Löffler, Laser Photonics Rev. 1, 349 (2007)

    Article  Google Scholar 

  5. P. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993)

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. R. Bartels, S. Backus, E. Zeek, L. Misoguti, G. Vdovin, I. Christov, M. Murnane, H. Kapteyn, Nature 406, 164–166 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. Z. Chang, A. Rundquist, H. Wang, I. Christov, H. Kapteyn, M. Murnane, Phys. Rev. A 58, R30–R33 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. A. Baltuška, Th. Udem, M. Uiberacker, M. Hentschel, E. Goulielmakis, Ch. Gohle, R. Holzwarth, V.S. Yakovlev, A. Scrinzi, T.W. Hänsch, F. Krausz, Nature 421, 611 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. F. Calegari, C. Vozzi, M. Negro, G. Sansone, F. Frassetto, L. Poletto, P. Villoresi, M. Nisoli, S. De Silvestri, S. Stagira, Opt. Lett. 34, 3125 (2009)

    Article  Google Scholar 

  10. T. Balciunas, A.J. Verhoef, A.V. Mitrofanov, G. Fan, E.E. Serebryannikov, M.Y. Ivanov, A.M. Zheltikov, A. Baltuska, Chem. Phys. (2013). doi:10.1016/j.chemphys.2012.02.007

    Google Scholar 

  11. G. Yudin, M. Ivanov, Phys. Rev. A 64, 013409 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. M. Uiberacker, Th. Uphues, M. Schultze, A. Verhoef, V. Yakovlev, M. Kling, J. Rauschenberger, N. Kabachnik, H. Schroder, M. Lezius, K. Kompa, H.-G. Muller, M. Vrakking, S. Hendel, U. Kleineberg, U. Heinzmann, M. Drescher, F. Krausz, Nature 446, 627 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. E. Goulielmakis, V. Yakovlev, A. Cavalieri, M. Uiberacker, V. Pervak, A. Apolonski, R. Kienberger, U. Kleineberg, F. Krausz, Science 317, 769 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. P. Corkum, F. Krausz, Nat. Phys. 3, 381 (2007)

    Article  Google Scholar 

  15. Th. Uphues, M. Schultze, M. Kling, M. Uiberacker, S. Hendel, U. Heinzmann, N. Kabachnik, M. Drescher, New J. Phys. 10, 025009 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. A. Cavalieri, N. Muller, Th. Uphues, V. Yakovlev, A. Baltuska, B. Horvath, B. Schmidt, L. Blumel, R. Holzwarth, S. Hendel, M. Drescher, U. Kleineberg, P. Echenique, R. Kienberger, F. Krausz, U. Heinzmann, Nature 449, 1029 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  17. A. Verhoef, A. Mitrofanov, E. Serebryannikov, D. Kartashov, A. Zheltikov, A. Baltuska, Phys. Rev. Lett. 104, 163904 (2010)

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. F. Brunel, J. Opt. Soc. Am. B 7, 521 (1990)

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. J.L. Krause, K.J. Schafer, K.C. Kulander, Phys. Rev. Lett. 68, 3535 (1992)

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. M. Kress, T. Löffler, S. Eden, M. Thomson, H.G. Roskos, Opt. Lett. 29, 1120 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. K.Y. Kim, A.J. Taylor, J.H. Glownia, G. Rodriguez, Nat. Photonics 2, 605 (2008)

    Article  Google Scholar 

  22. N. Karpowicz, X.-C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 102, 093001 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. Z. Zhou, D. Zhang, Z. Zhao, J. Yuan, Phys. Rev. A 79, 063413 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. M.V. Amosov, N.B. Delone, V.P. Krainov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 91, 2008 (1986)

    Google Scholar 

  25. M. Gertsvolf, M. Spanner, D. Rayner, P. Corkum, J. Phys. B 43, 131002 (2010)

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. C. Siders, G. Rodriguez, J.L.W. Siders, F.G. Omenetto, A.J. Taylor, Phys. Rev. Lett. 87, 263002 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. D.J. Cook, R.M. Hochstrasser, Opt. Lett. 25, 1210 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. T. Balčiūnas, D. Lorenc, M. Ivanov, O. Smirnova, A. Pugžlys, A.M. Zheltikov, D. Dietze, J. Darmo, K. Unterrainer, T. Rathje, G.G. Paulus, A. Baltuška, in Proceedings of the 17th Int. Conference on Ultrafast Phenomena (2010), p. 658

    Google Scholar 

  29. N. Dudovich, O. Smirnova, J. Levesque, Y. Mairesse, M.Yu. Ivanov, D.M. Villeneuve, P.B. Corkum, Nat. Phys. 2, 781 (2006)

    Article  Google Scholar 

  30. E.J. Takahashi, P. Lan, O.D. Mücke, Y. Nabekawa, K. Midorikawa, Phys. Rev. Lett. 104, 233901 (2010)

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. F. Calegari, C. Vozzi, M. Negro, G. Sansone, F. Frassetto, L. Poletto, P. Villoresi, M. Nisoli, S. De Silvestri, S. Stagira, Opt. Lett. 34, 3125–3127 (2009)

    Article  Google Scholar 

  32. D. Miloševič, G. Paulus, W. Becker, Opt. Express 11, 1418–1429 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. T. Wittmann, B. Horvath, W. Helml, M.G. Schätzel, X. Gu, A.L. Cavalieri, G.G. Paulus, R. Kienberger, Nat. Phys. 5, 357–362 (2009)

    Article  Google Scholar 

  34. L.E. Chipperfield, J.S. Robinson, J.W.G. Tisch, J.P. Marangos, Phys. Rev. Lett. 102, 063003 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. M. Lewenstein, P. Balcou, M.Y. Ivanov, A. L’Huillier, P.B. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994)

    Article  ADS  Google Scholar 

  36. A. Pugzlys, G. Andriukaitis, A. Baltuska, L. Su, J. Xu, H. Li, R. Li, W.J. Lai, P.B. Phua, A. Marcinkevicius, M.E. Fermann, L. Giniūnas, R. Danielius, S. Alisauskas, Opt. Lett. 34, 2075 (2009)

    Article  ADS  Google Scholar 

  37. T. Balčiūnas, O.D. Mücke, P. Mišeikis, G. Andriukaitis, A. Pugžlys, L. Giniūnas, R. Danielius, R. Holzwarth, A. Baltuška, Opt. Lett. 36, 3242 (2011)

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to A. Baltuska .

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this chapter

Cite this chapter

Balciunas, T. et al. (2013). Strong Field Ionization in a Multi-color Field. In: Plaja, L., Torres, R., Zaïr, A. (eds) Attosecond Physics. Springer Series in Optical Sciences, vol 177. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-37623-8_7

Download citation

Publish with us

Policies and ethics