Генерация аттосекундных импульсов при лазерной ионизации возбужденных атомов и молекул тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Емелин, Михаил Юрьевич

• Емелин, Михаил Юрьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Емелин, Михаил Юрьевич

Введение

1. Общая характеристика работы

2. Обзор литературы

Глава 1. Генерация аттосекундных импульсов при лазерной ионизации атома водорода

1.1. Постановка задачи

1.2. Численное моделирование процесса генерации аттосекундных импульсов

1.2.1. Описание алгоритма

1.2.2. Нахождение стационарных состояний

1.2.3. Дипольное приближение

1.2.4. Результаты численного моделирования процесса генерации аттосекундного импульса

1.2.5. Сравнение результатов двумерного и трехмерного моделирования

1.3. Асимптотическая теория (начальные 8-состояния)

1.3.1. Основные используемые уравнения и приближения

1.3.2. Эволюция электронной плотности в центре пакета

1.3.3. Форма электронного волнового пакета на больших временах

1.3.4. Генерация аттосекундных импульсов

1.4. Полная теория (произвольные начальные состояния атома)

1.4.1. Основные используемые приближения

1.4.2. Эволюция электронного волнового пакета

1.4.3. Генерация аттосекундных импульсов

1.5. Сравнение механизмов генерации одиночных аттосекундных импульсов на свободно-связанных и свободно-свободных переходах

1.6. Обсуждение результатов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Генерация аттосекундных импульсов при лазерной ионизации возбужденных атомов и молекул»

1. Общая характеристика работы

Последние несколько лет отмечены значительными успехами в создании источников световых импульсов субфемтосекундной длительности и в разработке методик их применения для зондирования и контроля сверхбыстрых процессов в веществе [1]. Достигнутый в этой области прогресс ознаменовал возникновение нового научного направления — аттосекундной физики [2, 3], которое в настоящее время бурно

1 К развивается (1 ас = 10" с).

Данная работа посвящена детальному исследованию процесса генерации атгосекундных всплесков излучения при взаимодействии мощных фемтосекундных лазерных импульсов с атомарными и молекулярными газами. При этом особое внимание в работе уделяется динамике электронных волновых пакетов в процессе их эволюции в континууме после вырывания из атома или молекулы под действием лазерного поля. Для атомарных газов исследуется влияние предварительного электронного возбуждения атомов на характеристики генерируемого излучения. Для молекулярных газов кроме электронного исследуется также влияние предварительного колебательно-вращательного возбуждения молекул. Полученные в работе результаты представляют интерес как с фундаментальной точки зрения, так и с точки зрения их использования для практических приложений.

Актуальность работы. Получение ультракоротких импульсов электромагнитного излучения является на протяжении многих лет одной из важнейших задач лазерной физики. Первые лазеры, созданные в начале 60-х г.г., обеспечивали длительности импульсов порядка десятков-сотен микросекунд. К настоящему времени для широко распространенных лазеров ближнего ИК и видимого диапазонов рекордные длительности импульсов составляют около 3.5—4 фемтосекунд [4, 5].

Одно из основных применений ультракоротких импульсов — исследование динамики быстропротекающих процессов в веществе. Обычно используемый для этого метод ршпр-ргоЬе (накачка-зондирование) основан на проведении серии измерений, в каждом из которых система подвергается воздействию последовательности двух импульсов - возбуждающего и зондирующего. Импульс накачки играет роль спускового крючка, инициирующего исследуемый процесс, а зондирующий импульс, посылаемый с регулируемой временной задержкой, используется для измерения той или иной физической величины, характеризующей состояние исследуемого образца. Характерные времена колебаний атомов в молекулах изменяются от десятков пикосекунд (тяжелые молекулы) до примерно 15 фс (легкие молекулы). Именно поэтому фемтосекундные лазеры стали мощным инструментом для исследования процессов в веществе, связанных с движением ядер. О важности таких исследований свидетельствует присуждение в 1999 г. Нобелевской премии по химии Ахмеду Зивейлу за спектроскопию сверхвысокого временного разрешения и исследование динамики начальных стадий фотосинтеза [6].

Поскольку электрон легче протона примерно в 2000 раз, характерные временные масштабы процессов, обусловленных движением электронов, на порядки величины меньше соответствующих времен для ядерной подсистемы. Это означает, что для зондирования электронной динамики методом pump-probe требуется использование импульсов аттосекундной длительности. К настоящему моменту с помощью аттосекундных импульсов уже удалось прописать временной профиль осцилляций электрического поля лазерного импульса [7], измерить время Оже-процесса в атомах криптона [8], они уже нашли свое применение в аттосекундной туннельной спектроскопии [9].

Однако, в настоящее время эффективность генерации аттосекундных импульсов невысока, что накладывает существенные ограничения на области их возможного применения. Поэтому повышение эффективности генерации аттосекундного излучения является одной из актуальных в настоящее время задач. Также значительный интерес вызывают проблемы сокращения длительности аттосекундных импульсов и управления спектральным составом генерируемого излучения. Решению этих важных задач посвящены первые две главы данной работы.

Кроме непосредственного использования уже полученных аттосекундных импульсов для зондирования электронной динамики, сам процесс их генерации (а также процесс генерации высоких гармоник) представляет интерес с точки зрения сверхбыстрого молекулярного динамического имиджинга [10] (то есть зондирования ядерной динамики в молекулах со сверхвысоким временным разрешением), что обусловлено зависимостью характеристик излучения, генерируемого в молекулярных газах, от конфигурации молекул. Достигаемое при этом временное разрешение может приближаться к порогу в 1 фс и даже превышать это значение, позволяя осуществлять мониторинг молекулярной динамики на аттосекундных временных масштабах, если это необходимо. Третья глава данной работы посвящена разработке новых методов сверхбыстрого молекулярного динамического имиджинга, основанных на процессе генерации аттосекундных импульсов или высоких гармоник оптического излучения в молекулярных газах.

Целью работы является:

- разработка методов аналитического описания и численного моделирования процесса генерации аттосекундных импульсов и высоких гармоник оптического излучения при ионизации атомов и молекул фемтосекундным лазерным импульсом;

- применение развитых методов и созданных программ для выявления оптимальных условий взаимодействия фемтосекундного лазерного импульса с ионизуемой частицей с точки зрения эффективности генерации и длительности аттосекундного импульса, а также управления спектральным составом генерируемого излучения;

- разработка на основе развитых аналитических и численных подходов новых методов зондирования ядерной динамики в молекулах со сверхвысоким временным разрешением.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, четырех приложений и списка литературы. Общий объем работы - 168 страниц, включая 58 рисунков. Список цитируемой литературы состоит из 162 наименований.

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Емелин, Михаил Юрьевич

3.4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В данной главе исследованы возможности применения процесса генерации высоких гармоник и аттосекундных импульсов для зондирования колебательной динамики молекул со сверхвысоким временным разрешением.

Предложен метод сверхбыстрого молекулярного динамического имиджинга, основанный на регистрации зависимости интегрального сигнала гармоник в спектральном диапазоне 19со0 < со < 49со0 от времени задержки между импульсом накачки и зондирующим, при использовании в качестве последнего импульса излучения ТкЭа лазера длительностью 8 фс и пиковой интенсивностью 1014 Вт/см2. Данный метод позволяет зондировать долговременную колебательную ядерную динамику как в тяжелых, так и в легких молекулах с временным разрешением примерно в 1—2 фс. Особенностью предложенного метода также является возможность проведения эксперимента по динамическому имиджингу без предварительного выстраивания молекул. Работоспособность метода подтверждена на основе численного моделирования эксперимента по схеме «накачка-зондирование» для молекул D2 и Н2. Продемонстрирована возможность наблюдения дробных возрождений кратности до 1/5 и 1/10 для иона Т>2 и кратности до 1/8 для иона Нг+.

На основе результатов, полученных во второй главе, предложен метод сверхбыстрого молекулярного динамического имиджинга с использованием процесса генерации одиночных аттосекундных импульсов. Данный метод, так же как и первый, подходит для зондирования долговременной колебательной ядерной динамики как в тяжелых, так и в легких молекулах. Особенностью метода является аттосекундное временное разрешение.

Заключение

В данной работе получены следующие основные результаты:

1. Построена аналитическая теория, позволяющая описывать динамику электронных волновых пакетов, полученных в результате ионизации атома водорода из произвольного начального электронного состояния мощным фемтосекундным лазерным импульсом в режиме подавления кулоновского барьера. На основе полученных выражений найдены профили аттосекундных импульсов, генерируемых при возвратном столкновении электронного волнового пакета с родительским ядром.

2. Предложен способ повышения эффективности генерации и сокращения длительности одиночных аттосекундных импульсов. Теоретически показано, что при ионизации атомов и молекул в режиме подавления кулоновского барьера на переднем фронте мощного фемтосекундного лазерного импульса использование предварительно возбужденных электронных состояний системы позволяет существенно (более чем на 4 порядка по спектральной плотности мощности) повысить эффективность генерации высокочастотного излучения при возвратном столкновении электрона с родительским ионом, а также сократить длительность генерируемых аттосекундных импульсов вплоть до значений порядка 10 ас. На примере атома водорода показано, что для каждой длины волны ионизующего лазерного импульса существует оптимальная с точки зрения эффективности генерации степень начального электронного возбуждения системы.

3. Показано, что использование механизма генерации излучения при ионизации газа на фронте мощного фемтосекундного лазерного импульса (генерации на свободно-свободных переходах) позволяет получать одиночные аттосекундные импульсы существенно меньшей длительности и значительно большей интенсивности по сравнению с традиционным режимом генерации высоких гармоник (генерации на свободно-связанных переходах).

4. Показано, что эффективность генерации аттосекундных импульсов и высоких гармоник излучения при ионизации возбужденных молекулярных структур может значительно превосходить эффективность аналогичных процессов в атомных системах.

5. На основе численных расчетов продемонстрирована возможность компенсации негативного влияния магнитного поля ионизующего лазерного импульса на эффективность процесса генерации высокочастотного излучения при возвратном столкновении электрона с родительским ионом за счет использования молекулярных структур, находящихся в предварительно возбужденном электронном состоянии и ориентированных перпендикулярно электрическому полю лазерного импульса.

6. Предложен метод управления спектром одиночного аттосекундного импульса, генерируемого при ионизации молекул мощным оптическим импульсом с малым числом периодов поля в режиме подавления кулоновского барьера. Теоретически показано, что интерференция волн де Бройля электронов, исходящих при ионизации от разных ядер в молекуле, позволяет осуществлять частотную перестройку аттосекундного излучения в широких пределах от ВУФ до рентгеновского диапазона путем предварительного выстраивания и колебательного возбуждения молекул. Показано, что данный эффект также может быть использован для зондирования ядерной динамики в молекулярных структурах с аттосекундным временным разрешением.

7. Предложен метод исследования долговременной эволюции молекулярных колебательных волновых пакетов, основанный на измерении вариаций интенсивности сигнала высоких гармоник лазерного излучения в схеме «накачка-зондирование». В методе используется теоретически обнаруженный эффект резкого (до пяти порядков величины) возрастания эффективности генерации гармоник в заданном спектральном окне с увеличением межъядерного расстояния в молекулах. На основе численного моделирования продемонстрирована возможность наблюдения дробных возрождений высоких порядков ядерного пакета в молекулярных ионах и Нг+, что свидетельствует о применимости данного метода для зондирования колебательной динамики молекул, в том числе легких, с временным разрешением в 1-2 фс.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Емелин, Михаил Юрьевич, 2009 год

1. Agostini P., DiMauro L.F. The physics of attosecond light pulses // Rep. Prog. Phys. 2004. V. 67, №6. P. 813-855.

2. С or кит P. В., KrauszF. Attosecond science // Nature Phys. 2007. V. 3, №6. P.381-387.

3. KrauszF., IvanovM. Attosecond physics // Rev. Mod. Phys. 2009. V. 81, № 1. P.163-234.

4. Schenkel В., BiegertJ., Keller U, VozziC., Nisoli M., Sansone G., Stagira S., De Silvestri S., Svelto O. Generation of 3.8-fs pulses from adaptive compression of a cascaded hollow fiber supercontinuum // Opt. Lett. 2003. V. 28, № 20. P. 1987-1989.

5. Грюбеле M., Зивейл A.X. Сверхбыстрая динамика химических реакций // УФН. 1991. Т. 161, №3. С. 69-87.

6. Goulielmakis Е., Uiberacker М., Kienberger R., BaltuskaA., Yakovlev V., ScrinziA., Westerwalbesloh Th., Kleineberg U., Heinzmann U., Drescher M., Krausz F. Direct measurement of light waves // Science. 2004. V. 305, № 5688. P. 1267-1269.

7. DrescherM., HentschelM., KienbergerR., UiberackerM., Yakovlev V., ScrinziA., Westerwalbesloh Th., Kleineberg U., Heinzmann U., Krausz F. Time-resolved atomic inner-shell spectroscopy //Nature. 2002. V. 419, № 6909. P. 803-807.

8. Lein M. Molecular imaging using recolliding electrons // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2007. V. 40, № 16. P. R135-R173.

9. Sergeev A.M., Kim A. V., Vanin E. V., Farina D., Lontano M., Downer M.C. Atoms in a superstrong laser field: towards subfemtoseeond XUV sources // Proc. SPIE. 1996. V. 2770. P. 36-45.

10. КимА.В., Рябикин М.Ю., Сергеев A.M. От фемтосекундных к аттосекундным импульсам //УФЫ. 1999. Т. 169, № 1. С. 58-66.

11. Емелин М.Ю., Рябикин М.Ю., Сергеев A.M. Генерация одиночного аттосекундного всплеска при ионизации возбужденных атомов мощным сверхкоротким лазерным импульсом // ЖЭТФ. 2008. Т. 133, № 2. С. 243-259.

12. Protopapas М., Keitel С.Н., Knight P.L., Atomic physics with super-high intensity lasers // Rep. Prog. Phys. 1997. V. 60, № 4. P. 389^186.

13. Emelin M.Yu., Ryabikin M.Yu., Sergeev A.M., Chernobrovtseva M.D., PfeiferT., Walter D., Gerber G. High-efficiency generation of attosecond pulses during atomic ionization from excited electronic states // Europhys. Lett. 2005. V. 69, № 6. P. 913-919.

14. Emelin M.Yu., Ryabikin M.Yu., Sergeev A.M. Emission of an extremely short light pulse by an electron wave packet detached from an excited atom // Laser Physics. 2005. V. 15, № 6. P. 903-908.

15. Corkum, P.B. Plasma perspective on strong-field multiphoton ionization // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71, № 13. P. 1994-1997.

16. Емелин М.Ю., Рябикин М.Ю. Аттосекундные световые импульсы // В кн.: Нелинейные волны'2008 (отв. ред. А.В. Гапонов-Грехов, В.И. Некоркин). Н.Новгород: ИПФ РАН, 2009. С.60-102.

17. PfeiferT., Walter D., GerberG., EmelinM.Yu., Ryabikin M.Yu., Chernobrovtseva M.D., and Sergeev A.M. Transient enhancement of high-harmonic generation in expanding molecules // Phys. Rev. A. 2004. V. 70, № 1. Art. no. 013805.

18. Емелин М.Ю., Рябикин М.Ю., Сергеев A.M. О возможностях управления процессом генерации аттосекундных рентгеновских импульсов при ионизации молекул фемтосекундным лазерным излучением // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 2004. Т. 47, № 10-11. С. 909-924.

19. Келдыш, JI.B. Ионизация в поле сильной электромагнитной волны // ЖЭТФ. 1964. Т. 47, № 5. С. 1945-1956.

20. Переломов A.M., Попов B.C., Терентъев М.В. Ионизация атомов в переменном электрическом поле // ЖЭТФ. 1966. Т. 50, № 5. С. 1393-1409.

21. Переломов A.M., Попов B.C., Терентъев М.В. Ионизация атомов в переменном электрическом поле II // ЖЭТФ. 1966. Т. 51, № 1(7). С. 309-326.

22. EmelinM.Yu., Ryabikin М., and Sergeev A.M. Monitoring long-term evolution of molecular vibrational wavepacket using high-order harmonic generation // New J. Phys. 2008. V. 10, № 2. Art. no. 025026.

23. FerrayM., L'Huillier A., LiX.F., Lompre L.A., Mainfray G., Manus C. Multiple-harmonic conversion of 1064 nm radiation in rare gases // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1988. V. 21, № 2. P. L31-L35.

24. Crane J.K., Perry M.D., HermanS., Falcone R.W. High-field harmonic generation in helium // Opt. Lett. 1992. V. 17, № 18. P. 1256-1258.

25. Miyazaki K., Sakai H. High-order harmonic generation in rare gases with intense subpicosecond dye laser pulses // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1992. V. 25, № 3. P. L83-L89.

26. MacklinJ.J., KmetecJ.D., Gordon III C.L. High-order harmonic generation using intense femtosecond pulses // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 70, № 6. P. 766-769.

27. Ayvazyan V., Baboi N., Bahr J. et. al. First operation of a free-electron laser generating GW power radiation at 32 nm wavelength // Eur. Phys. J. D. 2006. V. 37, № 2. P. 297-303.

28. Ackermann W„ Asova G., Ayvazyan V. et. al. Operation of a free-electron laser from the extreme ultraviolet to the water window // Nature Photonics. 2007. V. 1, № 6. P.336-342.

29. Chang Z., RundquistA., WangH., Murnane M.M., KapteynH.C. Generation of coherent soft X rays at 2.7 nm using high harmonics // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79, № 16. P. 2967-2970.

30. Spielmann Ch., Burnett N.H., SartaniaS., Koppitsch R., Schnürer M., KanC., Lenzner M., Wobrauschek P., KrauszF. Generation of coherent X-rays in the water window using 5-femtosecond laser pulses // Science. 1997. V. 278, № 5338. P.661-664.

31. Seres J., Seres E., Verhoef A.J., TempeaG., Streli Ch., Wobrauschek P., YakovlevV., ScrinziA., Spielmann Ch., KrauszF. Source of coherent kiloelectronvolt X-rays // Nature. 2005. V. 433, № 7026. P. 596.

32. Krause J.L., Schäfer K.J., Kulander КС. High-order harmonic generation from atoms and ions in the high intensity regime // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68, № 24. P.3535-3538.

33. Lewenstein M., Balcou Ph., Ivanov M.Yu., L'Huillier A., Corkum P.B. Theory of high-harmonic generation by low-frequency laser fields // Phys. Rev. A. 1994. V. 49, № 3. P. 2117-2132.

34. Платоненко, В. Т. Интерференция электронных траекторий и генерация высоких гармоник света в кулоновской системе // Квантовая электроника. 2001. Т. 31, № 1.С. 55-60.

35. Frolov M.V., Manakov N.L., Sarantseva T.S., Starace A.F. Analytic formulae for high harmonic generation // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2009. V. 42, № 3. Art. no. 035601.

36. Kan C., Capjack C.E., Rankin R., Burnett N.H. Spectral and temporal structure in high harmonic emission from ionizing atomic gases // Phys. Rev. A. 1995. V. 52, №6. P. R4336—R4339.

37. Gaarde M.B., Salin F., Constant E., Balcou Ph., Schafer K.J., Kulander K.C., L'Huillier A. Spatiotemporal separation of high harmonic radiation into two quantum path components // Phys. Rev. A. 1999. V. 59, № 2. P. 1367-1373.

38. Antoine P., L 'Huillier A., Lewenstein M. Attosecond pulse trains using high-order harmonics // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77, № 7. P. 1234-1237.

39. Bellini M., LyngâC., TozziA., Gaarde M.B., HanschT.W., L 'Huillier A., Wahlstrôm G. Temporal coherence of ultrashort high-order harmonic pulses // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 81, № 2. P. 297-300.

40. Kim K.T., Kim C.M., BaikM.G., Umesh G., Nam C.H. Single sub-50-attosecond pulse generation from chirp-compensated harmonic radiation using material dispersion // Phys. Rev. A. 2004. V. 69, № 5. Art. no. 051805(R).

41. Gustafsson E., Ruchon T., Swoboda M., Remetter T., Pourtal E., Lôpez-Martens R., Balcou Ph., L'Huillier A. Broadband attosecond pulse shaping // Opt. Lett. 2007. V. 32, № 11. P. 1353-1355.

42. HentschelM., Kienberger R., Spielmann Ch., ReiderG.A., Milosevic N., BrabecT., Corkum P., Heinzmann U., Drescher M., Krausz F. Attosecond metrology // Nature. 2001. V. 414, № 6863. P. 509-513.

43. Goulielmakis E., Schultze M., Hofstetter M., Yakovlev V.S., GagnonJ., TJiberacker M., AquilaA.L., Gullikson E.M., Athvood D.T., Kienberger R., Krausz F., KleinebergU. Single-cycle nonlinear optics // Science. 2008. V. 320, № 5883. P. 1614-1617.

44. Christov I.P., Murnane M.M., Kapteyn H.C. High-harmonic generation of attosecond pulses in the "single-cycle" regime // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78, №7. P.1251-1254.

45. Paulus G.G., Grasbon F., Walther H., Villoresi P., Nisoli M., StagiraS., Priori E., De Silvestri S. Absolute-phase phenomena in photoionization with few-cycle laser pulses //Nature. 2001. V. 414, № 6860. P. 182-184.

46. Kienberger R., Goulielmakis E., Uiberacker M., Baltuska A., Yakovlev V., Bammer F., Scrinzi A., Westerwalbesloh Th., Kleineberg U., Heinzmann U., Drescher M., Krausz F. Atomic transient recorder // Nature. 2004. V. 427, № 6977. P. 817-821.

47. С or кит P. В., Burnett N.H., Ivanov M.Yu. Subfemtosecond pulses // Opt. Lett. 1994. V. 19, №22. P. 1870-1872.

48. Платоненко B.T., Стрелков B.B. Генерация одиночного аттосекундного рентгеновского импульса // Квантовая электроника. 1998. Т. 25, № 9. С. 771-772.

49. Tcherbakoff О., Mével E., Descamps D., Plumridge J., Constant E. Time gated high order harmonic generation // Phys. Rev. A. 2003. V. 68, № 4. Art. no. 043804.

50. Chang Z. Single attosecond pulse and xuv supercontinuum in the high-order harmonic plateau // Phys. Rev. A. 2004. V. 70, № 4. Art. no. 043802.

51. Sansone G., Benedetti E., Calegari F., Vozzi C., Avaldi L., Flammini R., Poletto L., Villoresi P., Altucci C., Velotta R., Stagira S., De Silvestri S, Nisoli M. Isolated single-cycle attosecond pulses // Science. 2006. V. 314, № 5798. P. 443-446.

52. Mashiko H., Gilbertson S., Li C., Khan S.D., Shakya M.M., Moon E., Chang Z. Double optical gating of high-order harmonic generation with carrier-envelope phase stabilized lasers // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100, № Ю. Art. no. 103906.

53. Mauritsson J., Johnsson P., Gustafsson E., L'Huillier A., Schafer K.J., Gaarde M.B. Attosecond pulse trains generated using two color laser fields // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97, № 1. Art. no. 013001.

54. PfeiferT., Gallmann L., Abel M.J., Nagel P.M., NeumarkD.M., Leone S.R. Heterodyne mixing of laser fields for temporal gating of high-order harmonic generation // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97, № 16. Art. no. 163901.

55. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. («Теоретическая физика», том III) М.: Наука, 1989.

56. Feit M.D., Fleck J. A., Jr., Steiger A. Solution of the Schrodinger equation by a spectral method // Comput. Phys. 1982. V. 47, № 3. p. 412-433.

57. Бабин А.А., Ким A.B., Киселев A.M., Сергеев A.M., Степанов A.H. Взаимодействие сверхсильных лазерных полей с веществом: гипотезы, эффекты, приложения // Изв. ВУЗов Радиофизика. 1996. Т. 39, № 6. С. 713-734.

58. Javanainen J., Eberly J.H., Su Q. Numerical simulations of multiphoton ionization and above-threshold electron spectra // Phys. Rev. A. 1988. V. 38, № 7. C. 3430-3446.

59. Kulander K.C. Multiphoton ionization of hydrogen: a time-dependent theory // Phys. Rev. A. 1987. V. 35, № 1. P. 445-447.

60. Владимиров B.C. Уравнения математической физики. M.: Наука, 1981.

61. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. Специальные функции. М.: Наука, 1983.

62. Астафьева, Н.М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения// УФН. 1996. Т. 166, №11. с. 1145-1170.

63. Fedorov М. V, Peatross J. Strong-field photoionization and emission of light in the wave-packet-spreading regime // Phys. Rev. A. 1995. V. 52, № 1. P. 504—513.

64. Paul P.M., Clatterbuck Т. O., LyngaC., Colosimo P., DiMauro L.F., Agostini P., Kulander K.C. Enhanced high harmonic generation from an optically prepared excited medium // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 94, № 11. Art. no. 113906.

65. Зон Б.А., Кацнелъсон Б.Г. Нерезонансное рассеяние интенсивного света в молекулах // ЖЭТФ. 1975. Т. 69, № 4(10) С. 1166-1178.

66. Stapelfeldt Н., Seideman Т. Colloquium: Aligning molecules with strong laser pulses // Rev. Mod. Phys. 2003. V. 75, № 2. P. 543-557.

67. VelottaR., HayN., Mason M.B., Castillejo M., Marangos J.P. High-order harmonic generation in aligned molecules // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87, № 18. Art.no. 183901.

68. Friedrich В., Herschbach D.R. Alignment and trapping of molecules in intense laser fields // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 74, № 23. P. 4623^1626.

69. Lappas D.G., Marangos J.P. Orientation dependence of high-order harmonic generation in hydrogen molecular ions // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2000. V. 33, №21. P. 4679-4689.

70. LeinM., HayN., VelottaR., Marangos J.P., Knight P. L. Role of the intramolecular phase in high-harmonic generation // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88, № 18. Art.no. 183903.

71. LeinM., HayN., VelottaR., Marangos J.P., Knight P.L. Interference effects in highorder harmonic generation with molecules // Phys. Rev. A. 2002. V. 66, № 2. Art. no. 023805.

72. Seideman T. Revival structure of aligned rotational wave packets // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 83, № 24. P. 4971^1974.

73. Litvinyuk I.V., Lee KR, DooleyP.W., Rayner D.M., Villeneuve D.M., Corkum P.B. Alignment-dependent strong field ionization of molecules // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 90, № 23. Art. no. 233003.

74. Seideman T., Ivanov M.Y., Corkum P.B. Role of electron localization in intense-field molecular ionization // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 75, № 15. P. 2819-2822.

75. Zuo T„ Bandrauk A.D. Charge-resonance-enhanced ionization of diatomic molecular ions by intense lasers // Phys. Rev. A. 1995. V. 52, № 4. P. R2511-R2514.

76. Moreno P., Plaja L., Roso L. Ultrahigh harmonic generation from diatomic molecular ions in highly excited vibrational states // Phys. Rev. A. 1997. V. 55, № 3. P. R1593—R1596.

77. Kopold R., Becker W, Kleber M. Model calculations of high-harmonic generation in molecular ions // Phys. Rev. A. 1998. V. 58, № 5. P. 4022-4038.

78. Numico R., Giulietti D., GiuliettiA., Gizzi L.A., Roso L. High-order harmonic generation from a linear chain of ions // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2000. V. 33, № 13. P.2605-2615.

79. Bandrauk A.D., YuH. High-order harmonic generation by one- and two-electron molecular ions with intense laser pulses // Phys. Rev. A. 1999. V. 59, № 1. P.539-548.

80. Numico R., Moreno P., Plaja L., Roso L. High-order harmonic generation after photodissociation// J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1998. V. 31, № 18. P. 4163-4172.

81. Flettner A., König J., Mason M.B., Pfeifer T., Weichmann U., Düren R., Gerber G. Ellipticity dependence of atomic and molecular high harmonic generation // Eur. Phys. J. D. 2002. V. 21, № 1. P. 115-119.

82. Flettner A., König J., Mason M.B., Pfeifer T., Weichmann U„ Gerber G. Atomic and molecular high-harmonic generation: a comparison of ellipticity dependence based on the three-step model // J. Mod. Opt. 2003. V. 50, № 3. P. 529-537.

83. Kreibich T., Lein M„ Engel V., Gross E.K. U. Even-harmonic generation due to beyond-Born-Oppenheimer dynamics // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87, № 10. Art. no. 103901.

84. A Ion O.E., Averbukh V., Moiseyev N. Selection rules for the high harmonic generation spectra // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80, № 17. P. 3743-3746.

85. Talebpour A., ChienC.-Y., ChinS.L. The effects of dissociative recombination in multiphoton ionization of 02 // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1996. V. 29, № 18. P. L677-L680.

86. Guo C„ Li M., Nibarger J.P., Gibson G.N. Single and double ionization of diatomic molecules in strong laser fields // Phys. Rev. A. 1998. V. 58, № 6. P. R4271-R4274.

87. Guo C. Multielectron effects on single-electron strong field ionization // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85, № 11. P. 2276-2279.

88. Muth-Bohm J., Becker A., Faisal F.H.M. Suppressed molecular ionization for a class of diatomics in intense femtosecond laser fields // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85, №11. P. 2280-2283.

89. ShanB., TongX.-M., ZhaoZ., ChangZ., LinC.D. High-order harmonic cutoff extension of the O2 molecule due to ionization suppression // Phys. Rev. A. 2002. V. 66, № 6. Art. no. 061401(R).

90. Bhardwaj V.R., Rayner D.M., Villeneuve D.M., Corkum P.B. Quantum interference in double ionization and fragmentation of C6H6 in intense laser fields // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87, № 25. Art. no. 253003.

91. Kjeldsen T.K., Bisgaard C.Z., Madsen L.B., Stapelfeldt H. Role of symmetry in strong-field ionization of molecules // Phys. Rev. A. 2003. V. 68, № 6. Art. no. 063407.

92. LeinM. Antibonding molecular orbitals under the influence of elliptically polarized intense light // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2003. V. 36, № 10. P. L155-L161.

93. ShanB., Ghimire S., ChangZ. Effect of orbital symmetry on high-order harmonic generation from molecules // Phys. Rev. A. 2004. V. 69, № 2. Art. no. 021404(R).

94. Ihee H., Lobastov V.A., Gomez U.M., Goodson B.M., Srinivasan R., RuanC.-Y., Zewail A.H. Direct imaging of transient molecular structures with ultrafast diffraction // Science. 2001. V. 291, № 5503. P. 458 462.

95. NiikuraH., Legare F., Hasbani R., BandraukA.D., Ivanov M.Yu., Villeneuve D.M., Corkum P.B. Sub-laser-cycle electron pulses for probing molecular dynamics // Nature. 2002. V. 417, № 6892. P. 917-922.

96. ZuoT., Bandrauk A.D., Corkum P.B. Laser-induced electron diffraction: a new tool for probing ultrafast molecular dynamics // Chem. Phys. Lett. 1996. V. 259, № 3-4. P.313-320.

97. Lein M., Marangos J.P., Knight P.L. Electron diffraction in above-threshold ionization of molecules // Phys. Rev. A. 2002. V. 66, № 5. Art. no. 051404.

98. Spanner M., Smirnova 0., Corkum P.B., Ivanov M.Yu. Reading diffraction images in strong field ionization of diatomic molecules // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2004. V. 37, № 12. P. L243-L250.

99. Yurchenko S.N., Patchkovskii S., Litvinyuk I.V., Corkum P.B., YudinG.L. Laser-induced interference, focusing, and diffraction of rescattering molecular photoelectrons // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93, № 22. Art. no. 223003.

100. Hu S.X., Collins L.A. Imaging molecular structures by electron diffraction using an intense few-cycle pulse // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 94, № 7. Art. no. 073004.

101. YudinG.L., Chelkowski S., BandraukA.D. Coulomb continuum effects in molecular interference // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2006. V. 39, № 2. P. L17-L24.

102. Ciappina M.F., ChirilaC.C., LeinM. Influence of Coulomb continuum wave functions in the description of high-order harmonic generation with H2+ // Phys. Rev. A. 2007. V. 75, № 4. Art. no. 043405.

103. Gonoskov A.A., Gonoskov I.A., Ryabikin M. Yu., Sergeev A.M. Diffraction imaging of a diatomic molecule using recolliding electrons: role of Coulomb potential and nuclear motion // Phys. Rev. A. 2008. V. 77, № 3. Art. no. 033424.

104. Vager Z., Naaman R., Kanter E. P. Coulomb explosion imaging of small molecules // Science. 1989. V. 244, № 4903. P. 426-431.

105. Chelkowski S., Corkum P.B., Bandrauk A.D. Femtosecond coulomb explosion imaging of vibrational wave functions // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 82, № 17. P. 3416-3419.

106. ErglerTh., Rudenko A., Feuerstein B„ ZrostK, Schröter C.D., Mo shammer R., Ullrich J. Spatiotemporal imaging of ultrafast molecular motion: collapse and revival of the D2+ nuclear wave packet // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 97, № 19. Art. no. 193001.

107. Niikura H., Légaré F., Hasbani R„ Ivanov M.Yu., Villeneuve D.M., Corkum P.B. Probing molecular dynamics with attosecond resolution using correlated wave packet pairs //Nature. 2003. V. 421, № 6925. P. 826-829.

108. TongX.M., Zhao Z.X., Lin C.D. Probing molecular dynamics at attosecond resolution with femtosecond laser pulses // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91, № 23. Art. no. 233203.

109. TongX.M., Zhao Z.X., Lin C.D. Correlation dynamics between electrons and ions in the fragmentation of D2 molecules by short laser pulses // Phys. Rev. A. 2003. V. 68, № 4. Art. no. 043412.

110. Alnaser A.S., OsipovT., Benis E.P., WechA., ShanB., Cocke C.L., TongX.M., Lin C.D. Rescattering double ionization of D2 and H2 by intense laser pulses // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91, № 16. Art. no. 163002.

111. Alnaser A.S., TongX.M., OsipovT., Voss S., Maharjan C.M., RanitovicP., Ulrich B., Shan B., Chang Z., Lin C.D., Cocke C.L. Routes to control of H2 Coulomb explosion in few-cycle laser pulses // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93, № 18. Art. no. 183202.

112. Yu H., Bandrauk A.D. Three-dimensional Cartesian finite element method for the time dependent Schrodinger equation of molecules in laser fields // J. Chem. Phys. 1995. V. 102, №3. p. 1257-1265.

113. Seideman T. Rotational excitation and molecular alignment in intense laser fields // J. Chem. Phys. 1995. V. 103, № 18. P. 7887-7896.

114. SakaiH., Sajvan C.P., LarsenJ.J., Hilligsoe K.M., HaldK., Stapelfeldt H. Controlling the alignment of neutral molecules by a strong laser field // J. Chem. Phys. 1999. V. 110, №21. P. 10235-10238.

115. HayN., Velotta R., LeinM., deNaldaR., Heesel E., Castillejo M., Marangos J.P. High-order harmonic generation in laser-aligned molecules // Phys. Rev. A. 2002. V. 65, № 5. Art. no. 053805.

116. LeinM., Corso P.P., Marangos J.P., Knight P. L. Orientation dependence of highorder harmonic generation in molecules // Phys. Rev. A. 2003. V. 67, № 2. Art. no. 023819.

117. Lein M., de Nalda R., Heesei E., HayN., Springate E., Velotta R„ Castillejo M., Knight P.L., Marangos J.P. Signatures of molecular structure in the strong-field response of aligned molecules // J. Mod. Opt. 2005. V. 52, № 2-3. P. 465-478.

118. Lagmago Kamta G., BandraukA.D. High-order harmonic generation from two-center molecules: time-profile analysis of nuclear contributions // Phys. Rev. A. 2004. V. 70, № 1. Art. no. 011404(R).

119. Lagmago Kamta G., BandraukA.D. Three-dimensional time-profile analysis of highorder harmonic generation in molecules: nuclear interferences in H2 // Phys. Rev. A. 2005. V. 71, № 5. Art. no. 053407.

120. Kanai T., Minemoto S., SakaiH. Quantum interference during high-order harmonic generation from aligned molecules //Nature. 2005. V. 435, № 7041. P. 470-474.

121. Marangos J.P. Ultrafast science: molecular structure in an instant // Nature. 2005. V. 435, №7041. P. 435.

122. VozziC., Calegari F., Benedetti E., Caumes J.-P., SansoneG., Stagira S., Nisoli M. Controlling two-center interference in molecular high harmonic generation // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95, № 15. Art. no. 153902.

123. Lein M. Attosecond probing of vibrational dynamics with high-harmonic generation // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 94, № 5. Art. no. 053004.

124. Chirilä C.C., Lein M. High-order harmonic generation in vibrating molecules // J. Mod. Opt. 2006. V. 53, № 1-2. P. 113-124.

125. BakerS., Robinson J.S., HaworthC.A., TengH., Smith R.A., Chirilä C.C., Lein M., Tisch J.W.G., Marangos J.P. Probing proton dynamics in molecules on an attosecond time scale // Science. 2006. V. 312, № 5772. P. 424-427.

126. ItataniJ., Levesque J., Zeidler D., NiikuraH., Pépin H., Kieffer J.C., Corkum P.B., Villeneuve D.M. Tomographic imaging of molecular orbitals // Nature. 2004. V. 432, №7019. P. 867-871.

127. Stapelfeldt H. Electrons frozen in motion // Nature. 2004. V. 432, №7019. P.809-810.

128. LeV.-H., LeA.-T., XieR.-H., LinC.D. Theoretical analysis of dynamic chemical imaging with lasers using high-order harmonic generation // Phys. Rev. A. 2007. V. 76, № 1. Art.no. 013414.

129. HayN., VelottaR., Mason M.B., Castillejo M., Marangos J.P. High-order harmonic generation efficiency increased by controlled dissociation of molecular iodine // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2002. V. 35, № 4. P. 1051-1060.

130. Wagner N.L., WiiestA., Christov I.P., Popmintchev Т., ZhouX., Murnane M.M., KapteynH.C. Monitoring molecular dynamics using coherent electrons from high harmonic generation // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. V. 103, №36. P.13279-13285.

131. Rosca-Pruna F., Vrakking M.J.J. Experimental observation of revival structures in picosecond laser-induced alignment of I2 // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87, № 15. Art. no. 153902.

132. Dooley P.W., Litvinyuk I.V., Lee K.F., Rayner D.M., Spanner M., Villeneuve D.M., Corkum P.B. Direct imaging of rotational wave-packet dynamics of diatomic molecules // Phys. Rev. A. 2003. V. 68, № 2. Art. no. 023406.

133. Gonoskov I.A., Ryabikin M.Yu., Sergeev A.M. High-order harmonic generation in light molecules: moving-nuclei semiclassical simulations // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2006. V. 39, № 13. P. S445-S455.

134. Chen Y.-M., HsuM.-Y., HsiehY.-H., LinJ.-Y., Wang J., ChenS.-Y. Enhancement of high-harmonic generation by laser-induced cluster vibration // Opt. Lett. 2007. V. 32, № 18. P. 2714-2716.

135. Parker J., Stroud C.R., Jr. Coherence and decay of Rydberg wave packets // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 56, № 7. P. 716-719.

136. Averbukh I.Sh., PerelmanN.F. Fractional revivals: universality in the long-term evolution of quantum wave packets beyond the correspondence principle dynamics // Phys. Lett. A. 1989. V. 139, № 9. P. 449^153.

137. Авербух И.Ш., Перелъман Н.Ф. Динамика волновых пакетов высоковозбужденных состояний атомов и молекул // УФН. 1991. Т. 161, №7 С. 41-81.

138. RobinettR.W. Quantum wave packet revivals // Phys. Rep. 2004. V. 392, №1-2. P. 1-119.

139. Chelkowski S., Conjusteau A., ZuoT., BandraukA.D. Dissociative ionization of Hj + in an intense laser field: charge-resonance-enhanced ionization, Coulomb explosion, and harmonic generation at 600 nm // Phys. Rev. A. 1996. V. 54, № 4. P. 3235-3244.

140. Vrakking M.J.J., Villeneuve D.M., StolowA. Observation of fractional revivals of a molecular wave packet // Phys. Rev. A. 1996. V. 54, № 1. P. R37-R40.

141. Ghosh S., BanerjiJ. A time-frequency analysis of wave packet fractional revivals // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2007. V. 40, № 17. P. 3545-3553.

142. Göll E., Wunner G., Saenz A. Formation of ground-state vibrational wave packets in intense ultrashort laser pulses // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97, № 10. Art. no. 103003.

143. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. Элементарные функции. М.: Наука, 1981.