Abstract
This chapter will discuss the theoretical aspects of producing attosecond pulses via the process of high harmonic generation driven by an intense infrared laser pulse. We will discuss the generation of attosecond pulses both at the single atom and at the macroscopic level, including a discussion of phase matching. Our goal is to broaden the understanding of attosecond pulse generation beyond the single atom level, where one thinks about the emission in terms of the laser-atom interaction alone, to include macroscopic aspects of this process.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Similar content being viewed by others
References
P.M. Paul, E.S. Toma, P. Breger, G. Mullot, F. Augé, P. Balcou, H.G. Muller, P. Agostini, Science 292, 1689 (2001)
M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G.A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, F. Krausz, Nature 414, 509 (2001)
R. Kienberger, E. Goulielmakis, M. Uiberacker, A. Baltuska, V. Yakovlev, F. Bammer, A. Scrinzi, T. Westerwalbesloh, U. Kleineberg, U. Heinzmann, M. Drescher, F. Krausz, Nature 427, 817 (2004)
T. Remetter, P. Johnsson, J. Mauritsson, K. Varjú, F.L.Y. Ni, E. Gustafsson, M. Kling, J. Khan, R. López-Martens, K.J. Schafer, M.J.J. Vrakking, A. L’Huillier, Nat. Phys. 2, 323 (2006)
M. Uiberacker, T. Uphues, M. Schultze, A.J. Verhoef, V. Yakovlev, M.F. Kling, J. Rauschenberger, N.M. Kabachnik, H. Schroder, M. Lezius, K.L. Kompa, H.G. Muller, M.J.J. Vrakking, S. Hendel, U. Kleineberg, U. Heinzmann, M.D.F. Krausz, Nature 446, 627 (2007)
J. Mauritsson, P. Johnsson, E. Gustafsson, M. Swoboda, T. Ruchon, A. L’Huillier, K.J. Schafer, Phys. Rev. Lett. 100, 073003 (2008)
E. Goulielmakis, Z.H. Loh, A.A. Wirth, R. Santra, N. Rohringer, V. Yakovlev, S. Zherebtsov, T. Pfeifer, A. Azzeer, M. Kling, S.R. Leone, F. Krausz, Nature 466, 739 (2010)
A. McPherson, G. Gibson, H. Jara, U. Johann, T.S. Luk, I.A. Mclntyre, K. Boyer, C.K. Rhodes, J. Opt. Soc. Am. B 4, 595 (1987)
M. Ferray, A. L’Huillier, X.F. Li, L.A. Lomreé, G. Mainfray, C. Manus, J. Phys. B 21, L31 (1988)
P. Antoine, A. L’Huillier, M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 77, 1234 (1996)
M.B. Gaarde, F. Salin, E. Constant, P. Balcou, K.J. Schafer, K.C. Kulander, A. L’Huillier, Phys. Rev. A 59, 1367 (1999)
E. Seres, J. Seres, F. Krausz, C. Spielmann, Phys. Rev. Lett. 92, 163002 (2004)
P. Agostini, L.F. DiMauro, Rep. Prog. Phys. 67, 813 (2004)
P.B. Corkum, F. Krausz, Nat. Phys. 3, 381 (2007)
K.J. Schafer, B. Yang, L.F. DiMauro, K.C. Kulander, Phys. Rev. Lett. 70, 1599 (1993)
P.B. Corkum, Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993)
S. Harris, J.J. Macklin, T.W. Hänsch, Opt. Commun. 100, 487 (1993)
G. Farkas, C. Tóth, Phys. Lett. A 168, 447 (1992)
I.P. Christov, M.M. Murnane, H.C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 78, 1251 (1997)
M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, C. Spielmann, G.A. Reider, P.B. Corkum, F. Krausz, Science 291, 1923 (2001)
J. Seres, E. Seres, A.J. Verhoef, G. Tempea, C. Streli, P. Wobrauschek, V. Yakovlev, A. Scrinzi, C. Spielmann, F. Krausz, Nature 433, 596 (2005)
J.L. Krause, K.J. Schafer, K.C. Kulander, Phys. Rev. Lett. 68, 3535 (1992)
M. Lewenstein, P. Salières, A. L’Huillier, Phys. Rev. A 52, 4747 (1995)
J. Tate, T. Auguste, H.G. Muller, P. Salières, P. Agostini, L.F. DiMauro, Phys. Rev. Lett. 98, 013901 (2007)
Y. Mairesse, A. de Bohan, L.J. Frasinski, H. Merdjo, L.C. Dinu, P. Monticourt, P. Breger, M. KovacÌ€ev, R. TaÃeb, B. Carré, H.G. Muller, P. Agostini, P. Salières, Science 302, 1540 (2003)
K. Varjú, Y. Mairesse, B. Carré, M.B. Gaarde, P. Johnsson, S. Kazamias, R. Lopez-Martens, J. Mauritsson, K.J. Schafer, P. Balcou, A. L’Huillier, P. Salières, J. Mod. Opt. 52, 379 (2005)
R. López-Martens, K. Varjú, P. Johnsson, J. Mauritsson, Y. Mairesse, P. Salières, M.B. Gaarde, K.J. Schafer, A. Persson, S. Svanberg, C.G. Wahlström, A. L’Huillier, Phys. Rev. Lett. 94, 033001 (2005)
D.H. Ko, K.T. Kim, J. Park, J.H. Lee, C.H. Nam, New J. Phys. 12, 063008 (2010)
T. Ruchon, C.P. Hauri, K. Varjú, E. Mansten, M. Swoboda, R. López-Martens, A. L’Huillier, New J. Phys. 10, 025027 (2008)
K.J. Schafer, in Strong Field Laser Physics, ed. by T. Brabec (Springer, New York, 2008), p. 111
M. Lewenstein, P. Balcou, M.Y. Ivanov, A. L’Huillier, P.B. Corkum, Phys. Rev. A 49, 2117 (1994)
K.C. Kulander, T.N. Rescigno, Comput. Phys. Commun. 63, 523 (1991)
J.L. Krause, K.J. Schafer, J. Phys. Chem. A 103, 10118 (1999)
J.L. Krause, K.J. Schafer, K.C. Kulander, Phys. Rev. A 45, 4998 (1992)
P. Salières, B. Carré, L.L. Déroff, F. Grasbon, G.G. Paulus, H. Walther, R. Kopold, W. Becker, D.B. Milos̆ević, A. Sanpera, M. Lewenstein, Science 292, 902 (2001)
N. Dudovich, O. Smirnova, J. Levesque, Y. Mairesse, M.Y. Ivanov, D.M. Villeneuve, P.B. Corkum, Nat. Phys. 2, 781 (2006)
M.B. Gaarde, K.J. Schafer, Phys. Rev. A 65, 031406(R) (2002)
M.B. Gaarde, J.L. Tate, K.J. Schafer, J. Phys. B 41, 132001 (2008)
V. Tosa, K. Kim, C. Nam, Phys. Rev. A 79, 043828 (2009)
M.V. Ammosov, N.B. Delone, V.P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986)
F.A. Ilkov, J.E. Decker, S.L. Chin, J. Phys. B 25, 4005 (1992)
P. Salières, A. L’Huillier, M. Lewenstein, Phys. Rev. Lett. 74, 3776 (1995)
A. L’Huillier, T. Auguste, P. Balcou, B. Carré, P. Monot, P. Salières, C. Altucci, M.B. Gaarde, J. Larsson, E. Mevel, T. Starczewski, S. Sveanberg, C.G. Wahlström, R. Zerne, K.S. Budil, T. Ditmire, M.D. Perry, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 4, 647 (1995)
P. Balcou, P. Salières, A. L’Huillier, M. Lewenstein, Phys. Rev. A 55, 3204 (1997)
P.W. Milonni, J.H. Eberly, Lasers (Wiley, New York, 1988)
M. Bellini, C. Lyngå, A. Tozzi, M.B. Gaarde, T.W. Hänsch, A. L’Huillier, C.G. Wahlström, Phys. Rev. Lett. 81, 297 (1998)
G. Sansone, E. Benedetti, J.P. Caumes, S. Stagira, C. Vozzi, S.D. Silvestri, M. Nisoli, Phys. Rev. A 73, 053408 (2006)
A. Zair, M. Holler, A. Guandalini, F. Schapper, J. Biegert, L. Gallmann, U. Keller, A.S. Wyatt, A. Monmayrant, I.A. Walmsley, E. Cormier, T. Auguste, J.P. Caumes, P. Salieres, Phys. Rev. Lett. 100, 143902 (2008)
L. Chipperfield, P. Knight, J. Tisch, J. Marangos, Opt. Commun. 264, 494 (2006)
G. Tempea, M. Geissler, M. Schnürer, T. Brabec, Phys. Rev. Lett. 84, 4329 (2000)
M. Geissler, G. Tempea, T. Brabec, Phys. Rev. A 62, 033817 (2000)
E.A. Gibson, A. Paul, N. Wagner, R. Tobey, D. Gaudiosi, S. Backus, I.P. Christov, A. Aquila, E.M. Gullikson, D.T. Attwood, M.M. Murnane, H.C. Kapteyn, Science 302, 95 (2003)
E. Seres, J. Seres, C. Spielmann, Appl. Phys. Lett. 89, 181919 (2006)
V.S. Yakovlev, M. Ivanov, F. Krausz, Opt. Express 15, 15351 (2007)
I. Christov, H. Kapteyn, M. Murnane, Opt. Express 7, 362 (2000)
A. Paul, R.A. Bartels, R. Tobey, H. Green, S. Weiman, I.P. Christov, M.M. Murnane, H.C. Kapteyn, S. Backus, Nature 421, 51 (2003)
E. Constant, D. Garzella, P. Breger, E. Mével, C. Dorrer, C.L. Blanc, F. Salin, P. Agostini, Phys. Rev. Lett. 82, 1668 (1999)
J.F. Hergott, M. Kovacev, H. Merdji, C. Hubert, Y. Mairesse, E. Jean, P. Breger, P. Agostini, B. Carré, P. Salières, Phys. Rev. A 66, 021801 (2002)
A.S. Sandhu, E.E. Gagnon, A. Paul, I. Thomann, A. Lytle, T. Keep, M.M. Murnane, H.C. Kapteyn, I.P. Christov, Phys. Rev. A 74, 061803 (2006)
M.J. Abel, T. Pfeifer, P.M. Nagel, W. Boutu, M.J. Bell, C.P. Steiner, D.M. Neumark, S.R. Leone, Chem. Phys. 366, 9 (2009)
T. Popmintchev, M.C. Chang, P. Arpin, M.M. Murnane, H.C. Kapteyn, Nat. Photonics 4, 822 (2010)
M.B. Gaarde, K.J. Schafer, Opt. Lett. 31, 3188 (2006)
E. Lorin, S. Chelkowski, A.D. Bandrauk, Comput. Phys. Commun. 177, 908 (2007)
T. Brabec, F. Krausz, Rev. Mod. Phys. 72, 545 (2000)
D.C. Yost, T.R. Schibli, J. Ye, J.L. Tate, J. Hostetter, M.B. Gaarde, K.J. Schafer, Nat. Phys. 5, 815 (2009)
H.J. Wörner, H. Niikura, J.B. Bertrand, P.B. Corkum, D.M. Villeneuve, Phys. Rev. Lett. 102, 103901 (2009)
J.P. Farrell, L.S. Spector, B.K. McFarland, P.H. Bucksbaum, M. Gühr, M.B. Gaarde, K.J. Schafer, Phys. Rev. A 83, 023420 (2011)
M.B. Gaarde, C. Buth, J.L. Tate, K.J. Schafer, Phys. Rev. A 83, 013419 (2011)
M. Holler, F. Schapper, L. Gallmann, U. Keller, Phys. Rev. Lett. 106, 123601 (2011)
K.J. Schafer, M.B. Gaarde, A. Heinrich, J. Biegert, U. Keller, Phys. Rev. Lett. 92, 023003 (2004)
J. Biegert, A. Heinrich, C.P. Hauri, W. Kornelis, P. Schlup, M. Anscombe, K.J. Schafer, M.B. Gaarde, U. Keller, Laser Phys. 15, 899 (2005)
G. Gademann, F. Kelkensberg, W.K. Siu, P. Johnsson, K.J. Schafer, M.B. Gaarde, M.J.J. Vrakking, New J. Phys. 13, 033002 (2011)
S.C. Rae, K. Burnett, Phys. Rev. A 46, 1084 (1992)
A. L’Huillier, X.F. Li, L.A. Lompré, J. Opt. Soc. Am. B, Opt. Phys. 7, 527 (1990)
B. Henke, E. Gullikson, J. Davis, At. Data Nucl. Data Tables 54, 181 (1993)
C.T. Chantler, J. Phys. Chem. Ref. Data 24, 71–591 (1995)
E. Priori, G. Cerullo, M. Nisoli, S. Stagira, S.D. Silvestri, P. Villoresi, L. Poletto, P. Ceccherini, C. Altucci, R. Bruzzese, C. de Lisio, Phys. Rev. A 61, 063801 (2000)
C. Altucci, V. Tosa, R. Velotta, Phys. Rev. A 75, 061401R (2007)
J. Seres, V.S. Yakovlev, E. Seres, C. Streli, P. Wobrauschek, C. Spielmann, F. Krausz, Nat. Phys. 3, 878 (2007)
Z. Chang, Phys. Rev. A 76, 051403R (2007)
S. Gilbertson, S.D. Khan, Y. Wu, M. Chini, Z. Chang, Phys. Rev. Lett. 105, 093902 (2010)
S. Chen, K.J. Schafer, M.B. Gaarde, Opt. Lett. 37, 2211 (2012)
E. Lorin, S. Chelkowski, A.D. Bandrauk, New J. Phys. 10, 025033 (2008)
C. Jin, A.H. Le, C.D. Lin, Phys. Rev. A 83, 023411 (2011)
D.A. Telnov, S.I. Chu, Phys. Rev. A 80, 043412 (2009)
J.M.N. Djiokap, A.F. Starace, Phys. Rev. A 84, 013404 (2011)
A.D. Shiner, B.E. Schmidt, C. Trallero-Herrero, H.J. Woerner, S. Patchkovskii, P.B. Corkum, J.C. Kieffer, F. Legare, D.M. Villeneuve, Nat. Phys. 7, 464 (2011)
E.P. Fowe, A.D. Bandrauk, Phys. Rev. A 84, 035402 (2011)
D.S. Tchitchekova, H. Lu, S. Chelkowski, A.D. Bandrauk, J. Phys. B 44, 065601 (2011)
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
About this chapter
Cite this chapter
Gaarde, M.B., Schafer, K.J. (2013). Theory of Attosecond Pulse Generation. 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_2
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-37623-8_2
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-642-37622-1
Online ISBN: 978-3-642-37623-8
eBook Packages: Physics and AstronomyPhysics and Astronomy (R0)