2023 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
"Ultrafast Hidden Spin Polarization Dynamics of Bright and Dark Excitons in 2H-WSe2 " Fanciulli M, Bresteau D, Gaudin J, Dong S, Géneaux R, Ruchon T, Tcherbakoff O, Minár J, Heckmann O, Richter MC, Hricovini K & Beaulieu S, Physical Review Letters., Aug, 2023. Vol. 131, pp. 066402. American Physical Society. (2023). |
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Abstract: We performed spin-, time- and angle-resolved extreme ultraviolet photoemission spectroscopy of excitons prepared by photoexcitation of inversion-symmetric 2H-WSe2 with circularly polarized light. The very short probing depth of XUV photoemission permits selective measurement of photoelectrons originating from the top-most WSe2 layer, allowing for direct measurement of hidden spin polarization of bright and momentum-forbidden dark excitons. Our results reveal efficient chiroptical control of bright excitons hidden spin polarization. Following optical photoexcitation, intervalley scattering between nonequivalent K-K' valleys leads to a decay of bright excitons hidden spin polarization. Conversely, the ultrafast formation of momentum-forbidden dark excitons acts as a local spin polarization reservoir, which could be used for spin injection in van der Waals heterostructures involving multilayer transition metal dichalcogenides. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevLett.131.066402, author = {Fanciulli, Mauro and Bresteau, David and Gaudin, Jérôme and Dong, Shuo and Géneaux, Romain and Ruchon, Thierry and Tcherbakoff, Olivier and Minár, Ján and Heckmann, Olivier and Richter, Maria Christine and Hricovini, Karol and Beaulieu, Samuel}, title = {Ultrafast Hidden Spin Polarization Dynamics of Bright and Dark Excitons in 2H\ensuremath{-}WSe_2}, journal = {Phys. Rev. Lett.}, publisher = {American Physical Society}, year = {2023}, volume = {131}, pages = {066402}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.131.066402}, doi = {10.1103/PhysRevLett.131.066402} } |
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"De l’ultra-rapide à l’ultra-intense : de nouveaux champs d’études" Dobosz Dufrenoy S, Ruchon T, Vincenti H, Bresteau D, Monot P, Marroux H, Geneaux R, Hricovini K & Salieres P, Photoniques. (118), pp. 40-45. (2023). |
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Abstract: Le développement spectaculaire des lasers de puissance ces trente dernières années a ouvert de nouveaux champs d’études : la science attoseconde d’une part, l’optique relativiste d’autre part. Nous illustrons les nouvelles perspectives ouvertes dans divers domaines de la physique, la chimie, la médecine ou la science des matériaux à partir d’études effectuées sur les plateformes ATTOLab et UHI100 du Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers (LIDYL) du CEA Paris-Saclay. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{dufrenoy2023ultra, author = {Dobosz Dufrenoy, Sandrine and Ruchon, Thierry and Vincenti, Henri and Bresteau, David and Monot, Pascal and Marroux, Hugo and Geneaux, Romain and Hricovini, Karol and Salieres, Pascal}, title = {De l’ultra-rapide à l’ultra-intense : de nouveaux champs d’études}, journal = {Photoniques}, year = {2023}, number = {118}, pages = {40--45}, url = {https://doi.org/10.1051/photon/202311840}, doi = {10.1051/photon/202311840} } |
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"Vortex optiques en interaction avec des atomes" Pruvost L & Ruchon T, Reflets physique. (75), pp. 10-16. (2023). |
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Abstract:
Un vortex optique est un faisceau laser dont le front d’onde est hélicoïdal. Il est donc chiral, d’hélicité gauche ou droite selon le sens de l’hélice. En plus du moment angulaire de spin qui correspond à la polarisation, les photons possèdent aussi un moment angulaire orbital (OAM) qui est quantifié et caractérise l'hélicité du vortex. L’interaction non linéaire de vortex optiques avec des atomes conduit à l’échange d’OAM avec l‘ensemble atomique et la génération de nouveaux vortex. Les propriétés quantiques de ces vortex sont une ressource exploitable dans le cadre des technologies quantiques comme le stockage et le codage de l’information. |
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@article{Pruvost2023, author = {Pruvost, Laurence and Ruchon, Thierry}, title = {Vortex optiques en interaction avec des atomes}, journal = {Reflets phys.}, year = {2023}, number = {75}, pages = {10--16}, url = {https://doi.org/10.1051/refdp/202375010}, doi = {10.1051/refdp/202375010} } |
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"Angularly resolved photoionization dynamics in atoms and molecules combining temporally and spectrally resolved experiments at ATTOLab and Synchrotron SOLEIL" Joseph J, Holzmeier F, Bresteau D, Ruchon T, Houver J-C, Lucchese RR & Dowek D, The European Physical Journal Special Topics., April, 2023. |
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Abstract: We report results for XUV-IR two-photon ionization of Ar, Ne, NO, and O2, where an XUV attosecond pulse train is superimposed with a synchronized IR pulse, obtained at the ATTOLab laser facility using electron–ion coincidence 3D momentum spectroscopy. Temporally resolved photoelectron angular distributions providing angle-resolved time-delays for np ionization of Ar and Ne, achieved by reconstruction of attosecond beating by interference of two-photon transitions through a unified formalism (Joseph et al. in J Phys B At Mol Opt Phys 53:184007, 2020), are summarized. For inner valence XUV-IR dissociative photoionization of NO and O2 molecules, we report electron–ion kinetic energy correlation diagrams and disentangle the dissociative photoionization processes relying on parallel XUV experiments at Synchrotron SOLEIL. For ionization into the NO+(We report results for XUV-IR two-photon ionization of Ar, Ne, NO, and O2, where an XUV attosecond pulse train is superimposed with a synchronized IR pulse, obtained at the ATTOLab laser facility using electron–ion coincidence 3D momentum spectroscopy. Temporally resolved photoelectron angular distributions providing angle-resolved time-delays for np ionization of Ar and Ne, achieved by reconstruction of attosecond beating by interference of two-photon transitions through a unified formalism (Joseph et al. in J Phys B At Mol Opt Phys 53:184007, 2020), are summarized. For inner valence XUV-IR dissociative photoionization of NO and O2 molecules, we report electron–ion kinetic energy correlation diagrams and disentangle the dissociative photoionization processes relying on parallel XUV experiments at Synchrotron SOLEIL. For ionization into the NO+(c3Π) ionic state, extending the formalism developed for single-photon ionization, we focus on photoelectron angular distributions averaged on the delay between the XUV and the IR field in the field frame, molecular frame, and electron frame of reference.) ionic state, extending the formalism developed for single-photon ionization, we focus on photoelectron angular distributions averaged on the delay between the XUV and the IR field in the field frame, molecular frame, and electron frame of reference. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Joseph2023, author = {Joseph, Jennifer and Holzmeier, Fabian and Bresteau, David and Ruchon, Thierry and Houver, Jean-Christophe and Lucchese, Robert R. and Dowek, Danielle}, title = {Angularly resolved photoionization dynamics in atoms and molecules combining temporally and spectrally resolved experiments at ATTOLab and Synchrotron SOLEIL}, journal = {The European Physical Journal Special Topics}, year = {2023}, url = {https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-023-00815-7}, doi = {10.1140/epjs/s11734-023-00815-7} } |
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"Nonlinear up-conversion of a polarization Möbius strip with half-integer optical angular momentum" Luttmann M, Vimal M, Guer M, Hergott J-F, Khoury AZ, Hernández-García C, Pisanty E & Ruchon T, Science Advances. Vol. 9(12), pp. eadf3486. American Association for the Advancement of Science. (2023). |
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Abstract: Symmetries and conservation laws of energy, linear momentum, and angular momentum play a central role in nonlinear optics. Recently, paraxial light fields with nontrivial topology have been attracting a keen interest. Despite not being eigenstates of the orbital and spin angular momenta (OAM and SAM), they are eigenstates of the generalized angular momentum (GAM) operator-a mixture of the OAM and SAM operators with fractional eigenvalues. By driving high harmonic generation with a polarization Möbius strip carrying a half-integer GAM charge and implementing angular momentum characterization methods in the extreme ultraviolet range, we demonstrate the linear scaling of the GAM with the harmonic order, each harmonic carrying a precise half-integer GAM charge. Our work shows that beyond SAM and OAM, the GAM is, in some situations, an appropriate quantum number. It paves the way for finer manipulations and applications of light beams containing fractional-order polarization singularities. EUV light beams with fractional angular momentum are characterized, with applications in ultrafast light-matter interaction. Symmetries and conservation laws of energy, linear momentum, and angular momentum play a central role in nonlinear optics. Recently, paraxial light fields with nontrivial topology have been attracting a keen interest. Despite not being eigenstates of the orbital and spin angular momenta (OAM and SAM), they are eigenstates of the generalized angular momentum (GAM) operator-a mixture of the OAM and SAM operators with fractional eigenvalues. By driving high harmonic generation with a polarization Möbius strip carrying a half-integer GAM charge and implementing angular momentum characterization methods in the extreme ultraviolet range, we demonstrate the linear scaling of the GAM with the harmonic order, each harmonic carrying a precise half-integer GAM charge. Our work shows that beyond SAM and OAM, the GAM is, in some situations, an appropriate quantum number. It paves the way for finer manipulations and applications of light beams containing fractional-order polarization singularities. EUV light beams with fractional angular momentum are characterized, with applications in ultrafast light-matter interaction. |
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@article{Luttmann, author = {Luttmann, Martin and Vimal, Mekha and Guer, Matthieu and Hergott, Jean-François and Khoury, Antonio Z. and Hernández-García, Carlos and Pisanty, Emilio and Ruchon, Thierry}, title = {Nonlinear up-conversion of a polarization Möbius strip with half-integer optical angular momentum}, journal = {Science Advances}, publisher = {American Association for the Advancement of Science}, volume = {9}, number = {12}, pages = {eadf3486}, url = {https://doi.org/10.1126/sciadv.adf3486}, doi = {10.1126/sciadv.adf3486} } |
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"Quantum-Path Resolved Attosecond High-Harmonic Spectroscopy" Camper A, Ferré A, Blanchet V, Descamps D, Lin N, Petit S, Lucchese R, Salières P, Ruchon T & Mairesse Y, Physical Review Letters., Feb, 2023. Vol. 130, pp. 083201. American Physical Society. (2023). |
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Abstract: Strong-field ionization of molecules releases electrons which can be accelerated and driven back to recombine with their parent ion, emitting high-order harmonics. This ionization also initiates attosecond electronic and vibrational dynamics in the ion, evolving during the electron travel in the continuum. Revealing this subcycle dynamics from the emitted radiation usually requires advanced theoretical modeling. We show that this can be avoided by resolving the emission from two families of electronic quantum paths in the generation process. The corresponding electrons have the same kinetic energy, and thus the same structural sensitivity, but differ by the travel time between ionization and recombination-the pump-probe delay in this attosecond self-probing scheme. We measure the harmonic amplitude and phase in aligned CO2 and N2 molecules and observe a strong influence of laser-induced dynamics on two characteristic spectroscopic features: a shape resonance and multichannel interference. This quantum-path resolved spectroscopy thus opens wide prospects for the investigation of ultrafast ionic dynamics, such as charge migration. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevLett.130.083201, author = {Camper, Antoine and Ferré, Amélie and Blanchet, Valérie and Descamps, Dominique and Lin, Nan and Petit, Stéphane and Lucchese, Robert and Salières, Pascal and Ruchon, Thierry and Mairesse, Yann}, title = {Quantum-Path Resolved Attosecond High-Harmonic Spectroscopy}, journal = {Phys. Rev. Lett.}, publisher = {American Physical Society}, year = {2023}, volume = {130}, pages = {083201}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.130.083201}, doi = {10.1103/PhysRevLett.130.083201} } |
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"FAB10: a user-oriented bandwidth-tunable extreme ultraviolet lightsource for investigations of femtosecond to attosecond dynamics in gas and condensed phases" Bresteau D, Spezzani C, Tcherbakoff O, Hergott J-F, Lepetit F, D'Oliveira P, Salières P, Géneaux R, Luttmann M, Vadillo-Torre I, Lenfant J, Weber SJ, Dehlinger M, Meltchakov E, Delmotte F, Bourassin-Bouchet C, Im J, Chen Z, Caillaux J, Zhang J, Marsi M, Barreau L, Poisson L, Dowek D, Fanciulli M, Heckmann O, Richter MC, Hricovini K, Sebdaoui M, Dennetiere D, Polack F & Ruchon T, The European Physical Journal Special Topics., January, (2023). |
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Abstract: We present the commissioning of the FAB10 beamline (Femtosecond to Attosecond Beamline at 10 kHz repetition rate) that has been developped and operated in the last few years at the ATTOLab facility of Paris-Saclay University. Based on the high harmonic generation process, the beamline is dedicated to investigations of ultrafast dynamics in a broad variety of systems ranging from gas phase to condensed matter in pump-probe arrangements. Its design and operation has been strongly influenced by both the laser and the large scale instruments communities, which makes it unique in several aspects. In particular, it is possible to tune the extreme ultraviolet (XUV, 10-100 eV) bandwidth from 0.2 to 20 eV - with corresponding pulse duration from 30 to 0.3 femtoseconds (fs) - thanks to an original and fully automated XUV spectral filter with three operation modes. After a general overview of the beamline features, each of those operation modes is described, characterized and illustrated with commissioning experiments. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Bresteau2023, author = {Bresteau, D. and Spezzani, C. and Tcherbakoff, O. and Hergott, J.-F. and Lepetit, F. and D'Oliveira, P. and Salières, P. and Géneaux, R. and Luttmann, M. and Vadillo-Torre, I. and Lenfant, J. and Weber, S. J. and Dehlinger, M. and Meltchakov, E. and Delmotte, F. and Bourassin-Bouchet, C. and Im, J. and Chen, Z. and Caillaux, J. and Zhang, J. and Marsi, M. and Barreau, L. and Poisson, L. and Dowek, D. and Fanciulli, M. and Heckmann, O. and Richter, M. C. and Hricovini, K. and Sebdaoui, M. and Dennetiere, D. and Polack, F. and Ruchon, T.}, title = {FAB10: a user-oriented bandwidth-tunable extreme ultraviolet lightsource for investigations of femtosecond to attosecond dynamics in gas and condensed phases}, journal = {The European Physical Journal Special Topics}, year = {2023}, url = {https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-022-00752-x}, doi = {10.1140/epjs/s11734-022-00752-x} } |
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2022 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
"Polarization spectroscopy of high-order harmonic generation in gallium arsenide" Kaassamani S, Auguste T, Tancogne-Dejean N, Liu X, Boutu W, Merdji H & Gauthier D, Optics Express., October, 2022. Vol. 30(22), pp. 40531-40539. Optica Publishing Group. (2022). |
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Abstract: An interesting property of high harmonic generation in solids is its laser polarization dependent nature which in turn provides information about the crystal and band structure of the generation medium. Here we report on the linear polarization dependence of high-order harmonic generation from a gallium arsenide crystal. Interestingly, we observe a significant evolution of the anisotropic response of above bandgap harmonics as a function of the laser intensity. We attribute this change to fundamental microscopic effects of the emission process comprising a competition between intraband and interband dynamics. This intensity dependence of the anisotropic nature of the generation process offers the possibility to drive and control the electron current along preferred directions of the crystal, and could serve as a switching technique in an integrated all-solid-state petahertz optoelectronic device. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Kaassamani2022, author = {Kaassamani, Shatha and Auguste, Thierry and Tancogne-Dejean, Nicolas and Liu, Xu and Boutu, Willem and Merdji, Hamed and Gauthier, David}, title = {Polarization spectroscopy of high-order harmonic generation in gallium arsenide}, journal = {Opt. Express}, publisher = {Optica Publishing Group}, year = {2022}, volume = {30}, number = {22}, pages = {40531--40539}, url = {https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-30-22-40531}, doi = {10.1364/OE.468226} } |
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"The 2022 magneto-optics roadmap" Kimel A, Zvezdin A, Sharma S, Shallcross S, de Sousa N, García-Martín A, Salvan G, Hamrle J, Stejskal O, McCord J, Tacchi S, Carlotti G, Gambardella P, Salis G, Münzenberg M, Schultze M, Temnov V, Bychkov IV, Kotov LN, Maccaferri N, Ignatyeva D, Belotelov V, Donnelly C, Rodriguez AH, Matsuda I, Ruchon T, Fanciulli M, Sacchi M, Du CR, Wang H, Armitage NP, Schubert M, Darakchieva V, Liu B, Huang Z, Ding B, Berger A & Vavassori P, Journal of Physics D: Applied Physics., September, 2022. Vol. 55(46), pp. 463003. IOP Publishing. 2022. |
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Abstract: Magneto-optical (MO) effects, viz. magnetically induced changes in light intensity or polarization upon reflection from or transmission through a magnetic sample, were discovered over a century and a half ago. Initially they played a crucially relevant role in unveiling the fundamentals of electromagnetism and quantum mechanics. A more broad-based relevance and wide-spread use of MO methods, however, remained quite limited until the 1960s due to a lack of suitable, reliable and easy-to-operate light sources. The advent of Laser technology and the availability of other novel light sources led to an enormous expansion of MO measurement techniques and applications that continues to this day (see section 1). The here-assembled roadmap article is intended to provide a meaningful survey over many of the most relevant recent developments, advances, and emerging research directions in a rather condensed form, so that readers can easily access a significant overview about this very dynamic research field. While light source technology and other experimental developments were crucial in the establishment of today's magneto-optics, progress also relies on an ever-increasing theoretical understanding of MO effects from a quantum mechanical perspective (see section 2), as well as using electromagnetic theory and modelling approaches (see section 3) to enable quantitatively reliable predictions for ever more complex materials, metamaterials, and device geometries. The latest advances in established MO methodologies and especially the utilization of the MO Kerr effect (MOKE) are presented in sections 4 (MOKE spectroscopy), 5 (higher order MOKE effects), 6 (MOKE microscopy), 8 (high sensitivity MOKE), 9 (generalized MO ellipsometry), and 20 (Cotton-Mouton effect in two-dimensional materials). In addition, MO effects are now being investigated and utilized in spectral ranges, to which they originally seemed completely foreign, as those of synchrotron radiation x-rays (see section 14 on three-dimensional magnetic characterization and section 16 on light beams carrying orbital angular momentum) and, very recently, the terahertz (THz) regime (see section 18 on THz MOKE and section 19 on THz ellipsometry for electron paramagnetic resonance detection). Magneto-optics also demonstrates its strength in a unique way when combined with femtosecond laser pulses (see section 10 on ultrafast MOKE and section 15 on magneto-optics using x-ray free electron lasers), facilitating the very active field of time-resolved MO spectroscopy that enables investigations of phenomena like spin relaxation of non-equilibrium photoexcited carriers, transient modifications of ferromagnetic order, and photo-induced dynamic phase transitions, to name a few. Recent progress in nanoscience and nanotechnology, which is intimately linked to the achieved impressive ability to reliably fabricate materials and functional structures at the nanoscale, now enables the exploitation of strongly enhanced MO effects induced by light-matter interaction at the nanoscale (see section 12 on magnetoplasmonics and section 13 on MO metasurfaces). MO effects are also at the very heart of powerful magnetic characterization techniques like Brillouin light scattering and time-resolved pump-probe measurements for the study of spin waves (see section 7), their interactions with acoustic waves (see section 11), and ultra-sensitive magnetic field sensing applications based on nitrogen-vacancy centres in diamond (see section 17). Despite our best attempt to represent the field of magneto-optics accurately and do justice to all its novel developments and its diversity, the research area is so extensive and active that there remains great latitude in deciding what to include in an article of this sort, which in turn means that some areas might not be adequately represented here. However, we feel that the 20 sections that form this 2022 magneto-optics roadmap article, each written by experts in the field and addressing a specific subject on only two pages, provide an accurate snapshot of where this research field stands today. Correspondingly, it should act as a valuable reference point and guideline for emerging research directions in modern magneto-optics, as well as illustrate the directions this research field might take in the foreseeable future. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Kimel2022, author = {Kimel, Alexey and Zvezdin, Anatoly and Sharma, Sangeeta and Shallcross, Samuel and de Sousa, Nuno and García-Martín, Antonio and Salvan, Georgeta and Hamrle, Jaroslav and Stejskal, Ondrej and McCord, Jeffrey and Tacchi, Silvia and Carlotti, Giovanni and Gambardella, Pietro and Salis, Gian and Münzenberg, Markus and Schultze, Martin and Temnov, Vasily and Bychkov, Igor V. and Kotov, Leonid N. and Maccaferri, Nicolò and Ignatyeva, Daria and Belotelov, Vladimir and Donnelly, Claire and Rodriguez, Aurelio Hierro and Matsuda, Iwao and Ruchon, Thierry and Fanciulli, Mauro and Sacchi, Maurizio and Du, Chunhui Rita and Wang, Hailong and Armitage, N. Peter and Schubert, Mathias and Darakchieva, Vanya and Liu, Bilu and Huang, Ziyang and Ding, Baofu and Berger, Andreas and Vavassori, Paolo}, title = {The 2022 magneto-optics roadmap}, journal = {Journal of Physics D: Applied Physics}, publisher = {IOP Publishing}, year = {2022}, volume = {55}, number = {46}, pages = {463003}, url = {http://dx.doi.org/10.1088/1361-6463/ac8da0}, doi = {10.1088/1361-6463/} } |
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"Erratum: Phase-resolved attosecond near-threshold photoionization of molecular nitrogen [Phys. Rev. A 80, 011404(R) (2009)]" Haessler S, Fabre B, Higuet J, Caillat J, Ruchon T, Breger P, Carré B, Constant E, Maquet A, Mével E, Salières P, Taïeb R & Mairesse Y, Physical Review A., Aug, 2022. Vol. 106, pp. 029901. American Physical Society. (2022). |
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Abstract: We have found a small mistake in the calibration of the experimental data. The phase of the sideband of order 2q measured by the Reconstruction of Attosecond Beating By Interference of Two-photon Transitions (RABBIT) technique in molecular nitrogen is the sum | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevA.106.029901, author = {Haessler, S. and Fabre, B. and Higuet, J. and Caillat, J. and Ruchon, T. and Breger, P. and Carré, B. and Constant, E. and Maquet, A. and Mével, E. and Salières, P. and Ta\ieb, R. and Mairesse, Y.}, title = {Erratum: Phase-resolved attosecond near-threshold photoionization of molecular nitrogen [Phys. Rev. A 80, 011404(R) (2009)]}, journal = {Phys. Rev. A}, publisher = {American Physical Society}, year = {2022}, volume = {106}, pages = {029901}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.106.029901}, doi = {10.1103/PhysRevA.106.029901} } |
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"UV-induced dissociation of CH2BrI probed by intense femtosecond XUV pulses" Köckert H, Lee JWL, Allum F, Amini K, Bari S, Bomme C, Brauße F, Brouard M, Burt M, Cunha de Miranda B, Düsterer S, Eng-Johnsson P, Erk B, Géléoc M, Geneaux R, Gentleman AS, Guillemin R, Goldsztejn G, Holland DMP, Ismail I, Journel L, Kierspel T, Küpper J, Lahl J, Mackenzie SR, Maclot S, Manschwetus B, Mereshchenko AS, Mullins T, Olshin PK, Palaudoux J, Penent F, Piancastelli MN, Rompotis D, Rouzée A, Ruchon T, Rudenko A, Schirmel N, Simon M, Techert S, Travnikova O, Trippel S, Vallance C, Wang E, Wiese J, Ziaee F, Marchenko T, Rolles D & Boll R, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics., January, 2022. Vol. 55(1), pp. 014001. IOP Publishing. (2022). |
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Abstract: The ultraviolet (UV)-induced dissociation and photofragmentation of gas-phase CH2BrI molecules induced by intense femtosecond extreme ultraviolet (XUV) pulses at three different photon energies are studied by multi-mass ion imaging. Using a UV-pump-XUV-probe scheme, charge transfer between highly charged iodine ions and neutral CH2Br radicals produced by C-I bond cleavage is investigated. In earlier charge-transfer studies, the center of mass of the molecules was located along the axis of the bond cleaved by the pump pulse. In the present case of CH2BrI, this is not the case, thus inducing a rotation of the fragment. We discuss the influence of the rotation on the charge transfer process using a classical over-the-barrier model. Our modeling suggests that, despite the fact that the dissociation is slower due to the rotational excitation, the critical interatomic distance for charge transfer is reached faster. Furthermore, we suggest that charge transfer during molecular fragmentation may be modulated in a complex way. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Koeckert2022, author = {Köckert, Hansjochen and Lee, Jason W. L. and Allum, Felix and Amini, Kasra and Bari, Sadia and Bomme, Cédric and Brauße, Felix and Brouard, Mark and Burt, Michael and Cunha de Miranda, Barbara and Düsterer, Stefan and Eng-Johnsson, Per and Erk, Benjamin and Géléoc, Marie and Geneaux, Romain and Gentleman, Alexander S. and Guillemin, Renaud and Goldsztejn, Gildas and Holland, David M. P. and Ismail, Iyas and Journel, Loïc and Kierspel, Thomas and Küpper, Jochen and Lahl, Jan and Mackenzie, Stuart R. and Maclot, Sylvain and Manschwetus, Bastian and Mereshchenko, Andrey S. and Mullins, Terence and Olshin, Pavel K. and Palaudoux, Jérôme and Penent, Francis and Piancastelli, Maria Novella and Rompotis, Dimitrios and Rouzée, Arnaud and Ruchon, Thierry and Rudenko, Artem and Schirmel, Nora and Simon, Marc and Techert, Simone and Travnikova, Oksana and Trippel, Sebastian and Vallance, Claire and Wang, Enliang and Wiese, Joss and Ziaee, Farzaneh and Marchenko, Tatiana and Rolles, Daniel and Boll, Rebecca}, title = {UV-induced dissociation of CH2BrI probed by intense femtosecond XUV pulses}, journal = {Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics}, publisher = {IOP Publishing}, year = {2022}, volume = {55}, number = {1}, pages = {014001}, url = {http://dx.doi.org/10.1088/1361-6455/ac489d}, doi = {10.1088/1361-6455/ac489d} } |
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"Magneto-optical Kerr effect with twisted light beams: the origin of helicoidal dichroism in the reflection off magnetic vortices" Luttmann M, Fanciulli M, Pancaldi M, Pedersoli E, Vimal M, Bresteau D, Sacchi M, Angelis DD, Rebernik PR, Roesner B, Spezzani C, Sousa RC, Prejbeanu I-L, Vila L, Dieny B, Ninno GD, Ruchon T & Capotondi F, Proc.SPIE., June, 2022. Vol. 12132, pp. 1213203. (2022). |
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Abstract: Studying magnetization configurations of ever more complex magnetic structures has become a major challenge in the past decade, especially at ultrashort timescales. Most of current approaches are based on the analysis of polarization and magnetization-dependent reflectivity. We introduced a different concept, centered on the coupling of magnetic structures with light beams carrying orbital angular momentum (OAM), which was recently tested it in an experiment with magnetic vortices. Upon reflection by a magnetic vortex, an incoming beam with a well-defined OAM ℓ gets enriched in the neighboring OAM modes ℓ 1. It results in anisotropic far-field profiles, which leads to a magnetic helicoidal dichroism (MHD) signal. In this paper we provide a detailed analysis of MHD for the case of a magnetic vortex, providing an intuitive explanation in terms of transverse MOKE. The analysis of MHD allows to retrieve the complex magneto-optical constants. This method, which does not require any polarimetric measurement, is a new promising tool for the identification and analysis of magnetic configurations such as vortices, with a possible extension to the femtosecond to attosecond time resolution. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@inproceedings{Luttmann2022, author = {Luttmann, Martin and Fanciulli, Mauro and Pancaldi, Matteo and Pedersoli, Emanuele and Vimal, Mekha and Bresteau, David and Sacchi, Maurizio and Angelis, Dario De and Rebernik, Primoz R. and Roesner, Benedikt and Spezzani, Carlo and Sousa, Ricardo C. and Prejbeanu, Ioan-Lucian and Vila, Laurent and Dieny, Bernard and Ninno, Giovanni De and Ruchon, Thierry and Capotondi, Flavio}, title = {Magneto-optical Kerr effect with twisted light beams: the origin of helicoidal dichroism in the reflection off magnetic vortices}, journal = {Proc.SPIE}, year = {2022}, volume = {12132}, pages = {1213203}, url = {https://doi.org/10.1117/12.2620539}, doi = {10.1117/12.2620539} } |
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"Self-probed ptychography from semiconductor high-harmonic generation" Fröhlich S, Liu X, Hamdou A, Meunier A, Hussain M, Carole M, Kaassamani S, Froidevaux M, Lavoute L, Gaponov D, Ducros N, Février S, Zeitoun P, Kovacev M, Fajardo M, Boutu W, Gauthier D & Merdji H (2022), Optics Letters., October, 2022. Vol. 47(19), pp. 4865-4868. Optica Publishing Group. 2022. |
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Abstract: We demonstrate a method to image an object using a self-probing approach based on semiconductor high-harmonic generation. On the one hand, ptychography enables high-resolution imaging from the coherent light diffracted by an object. On the other hand, high-harmonic generation from crystals is emerging as a new source of extreme-ultraviolet ultrafast coherent light. We combine these two techniques by performing ptychography measurements with nanopatterned crystals serving as the object as well as the generation medium of the harmonics. We demonstrate that this strong field in situ approach can provide structural information about an object. With the future developments of crystal high harmonics as a compact short-wavelength light source, our demonstration can be an innovative approach for nanoscale imaging of photonic and electronic devices in research and industry. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Froehlich2022, author = {Fröhlich, Sven and Liu, Xu and Hamdou, Aimrane and Meunier, Alric and Hussain, Mukhtar and Carole, Mathieu and Kaassamani, Shatha and Froidevaux, Marie and Lavoute, Laure and Gaponov, Dmitry and Ducros, Nicolas and Février, Sébastien and Zeitoun, Philippe and Kovacev, Milutin and Fajardo, Marta and Boutu, Willem and Gauthier, David and Merdji, Hamed}, title = {Self-probed ptychography from semiconductor high-harmonic generation}, journal = {Opt. Lett.}, publisher = {Optica Publishing Group}, year = {2022}, volume = {47}, number = {19}, pages = {4865--4868}, url = {http://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?URI=ol-47-19-4865}, doi = {10.1364/OL.471113} } |
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"Demonstration of nonperturbative and perturbative third-harmonic generation in MgO by altering the electronic structure" Hussain M, Lima F, Boutu W, Merdji H, Fajardo M & Williams GO, Physical Review A., May, 2022. Vol. 105, pp. 053103. American Physical Society. (2022). |
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Abstract: The surge of interest in nonperturbative high-harmonic generation in solids has been driven by the appeal of compact solid-state extreme ultraviolet sources and the prospect of untangling the material properties through high-harmonic generation response to strong fields. The traditional assumption is that the brighter, lower-order harmonics are purely perturbative in nature. However, the border between the perturbative and nonperturbative regimes often remains unclear. Here, we show that third-harmonic generation (THG) using 800-nm, 40-fs pulses displays a nonperturbative response in a wide-band-gap insulator MgO. Furthermore, we show that with the introduction of dopants, the nonperturbative THG reverts to the perturbative behavior. We attribute this to the blocking of intraband oscillations and the increased linear absorption pathways introduced by the dopant energy levels. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevA.105.053103, author = {Hussain, Mukhtar and Lima, Fernando and Boutu, Willem and Merdji, Hamed and Fajardo, Marta and Williams, Gareth O.}, title = {Demonstration of nonperturbative and perturbative third-harmonic generation in MgO by altering the electronic structure}, journal = {Phys. Rev. A}, publisher = {American Physical Society}, year = {2022}, volume = {105}, pages = {053103}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.105.053103}, doi = {10.1103/PhysRevA.105.053103} } |
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"Anisotropic dynamics of two-photon ionization: An attosecond movie of photoemission" Autuori A, Platzer D, Lejman M, Gallician G, Maëder L, Covolo A, Bosse L, Dalui M, Bresteau D, Hergott J-F, Tcherbakoff O, Marroux H, Loriot V, Lépine FL, Poisson L, Taïeb R, Caillat J & Salières P., Science Advances. Vol. 8(12), pp. eabl7594. American Association for the Advancement of Science. 2022 |
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Abstract: Imaging in real time the complete dynamics of a process as fundamental as photoemission has long been out of reach because of the difficulty of combining attosecond temporal resolution with fine spectral and angular resolutions. Here, we achieve full decoding of the intricate angle-dependent dynamics of a photoemission process in helium, spectrally and anisotropically structured by two-photon transitions through intermediate bound states. Using spectrally and angularly resolved attosecond electron interferometry, we characterize the complex-valued transition probability amplitude toward the photoelectron quantum state. This allows reconstructing in space, time, and energy the complete formation of the photoionized wave packet. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Alice, author = {Alice, Autuori and Dominique, Platzer and Mariusz, Lejman and Guillaume, Gallician and Lucie, Maëder and Antoine, Covolo and Lea, Bosse and Malay, Dalui and David, Bresteau and Jean-François, Hergott and Olivier, Tcherbakoff and Marroux Hugo J., B. and Vincent, Loriot and Franck, Lépine and Lionel, Poisson and Richard, Taïeb and Jérémie, Caillat and Pascal, Salières}, title = {Anisotropic dynamics of two-photon ionization: An attosecond movie of photoemission}, journal = {Science Advances}, publisher = {American Association for the Advancement of Science}, volume = {8}, number = {12}, pages = {eabl7594}, url = {https://doi.org/10.1126/sciadv.abl7594}, doi = {10.1126/sciadv.abl7594} } |
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"Exciton Cooling in 2D Perovskite Nanoplatelets: Rationalized Carrier-Induced Stark and Phonon Bottleneck Effects" Villamil Franco C, Trippé-Allard G, Mahler B, Cornaggia C, Lauret J-S, Gustavsson T & Cassette E, "Exciton Cooling in 2D Perovskite Nanoplatelets: Rationalized Carrier-Induced Stark and Phonon Bottleneck Effects", The Journal of Physical Chemistry Letter., January, 2022. Vol. 13(1), pp. 393-399. American Chemical Society, (2022). |
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Abstract: Using femtosecond transient absorption (fs-TA), we investigate the hot exciton relaxation dynamics in strongly confined lead iodide perovskite nanoplatelets (NPLs). The large quantum and dielectric confinement leads to discrete excitonic transitions and strong Stark features in the TA spectra. This prevents the use of conventional relaxation analysis methods extracting the carrier temperature or measuring the buildup of the band-edge bleaching. Instead, we show that the TA spectral line shape near the band-edge reflects the state of the system, which can be used to probe the exciton cooling dynamics. The ultrafast hot exciton relaxation in one- to three- monolayer-thick NPLs confirms the absence of intrinsic phonon bottleneck. However, excitation fluence-dependent measurements reveal a hot phonon bottleneck effect, which is found to be independent of the nature of the internal cations but strongly affected by the ligands and/or sample surface state. Together, these results suggest a role of the surface ligands in the cooling process.
Using femtosecond transient absorption (fs-TA), we investigate the hot exciton relaxation dynamics in strongly confined lead iodide perovskite nanoplatelets (NPLs). The large quantum and dielectric confinement leads to discrete excitonic transitions and strong Stark features in the TA spectra. This prevents the use of conventional relaxation analysis methods extracting the carrier temperature or measuring the buildup of the band-edge bleaching. Instead, we show that the TA spectral line shape near the band-edge reflects the state of the system, which can be used to probe the exciton cooling dynamics. The ultrafast hot exciton relaxation in one- to three- monolayer-thick NPLs confirms the absence of intrinsic phonon bottleneck. However, excitation fluence-dependent measurements reveal a hot phonon bottleneck effect, which is found to be independent of the nature of the internal cations but strongly affected by the ligands and/or sample surface state. Together, these results suggest a role of the surface ligands in the cooling process. |
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@article{VillamilFranco2022, author = {Villamil Franco, Carolina and Trippé-Allard, Gaëlle and Mahler, Benoît and Cornaggia, Christian and Lauret, Jean-Sébastien and Gustavsson, Thomas and Cassette, Elsa}, title = {Exciton Cooling in 2D Perovskite Nanoplatelets: Rationalized Carrier-Induced Stark and Phonon Bottleneck Effects}, journal = {J. Phys. Chem. Lett.}, publisher = {American Chemical Society}, year = {2022}, volume = {13}, number = {1}, pages = {393--399}, url = {https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.1c03894}, doi = {10.1021/acs.jpclett.1c03894} } |
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"Observation of Magnetic Helicoidal Dichroism with Extreme Ultraviolet Light Vortices" Fanciulli M, Pancaldi M, Pedersoli E, Vimal M, Bresteau D, Luttmann M, De Angelis D, Ribič PR, Rösner B, David C, Spezzani C, Manfredda M, Sousa R, Prejbeanu I-L, Vila L, Dieny B, De Ninno G, Capotondi F, Sacchi M & Ruchon T, Physical Review Letters., Feb, 2022. Vol. 128, pp. 077401. American Physical Society., (2022). |
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Abstract: We report on the experimental evidence of magnetic helicoidal dichroism, observed in the interaction of an extreme ultraviolet vortex beam carrying orbital angular momentum with a magnetic vortex. Numerical simulations based on classical electromagnetic theory show that this dichroism is based on the interference of light modes with different orbital angular momenta, which are populated after the interaction between light and the magnetic topology. This observation gives insight into the interplay between orbital angular momentum and magnetism and sets the framework for the development of new analytical tools to investigate ultrafast magnetization dynamics. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevLett.128.077401, author = {Fanciulli, Mauro and Pancaldi, Matteo and Pedersoli, Emanuele and Vimal, Mekha and Bresteau, David and Luttmann, Martin and De Angelis, Dario and Ribič,Primož Rebernik and Rösner, Benedikt and David, Christian and Spezzani, Carlo and Manfredda, Michele and Sousa, Ricardo and Prejbeanu, Ioan-Lucian and Vila, Laurent and Dieny, Bernard and De Ninno, Giovanni and Capotondi, Flavio and Sacchi, Maurizio and Ruchon, Thierry}, title = {Observation of Magnetic Helicoidal Dichroism with Extreme Ultraviolet Light Vortices}, journal = {Phys. Rev. Lett.}, publisher = {American Physical Society}, year = {2022}, volume = {128}, pages = {077401}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.128.077401}, doi = {10.1103/PhysRevLett.128.077401} } |
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"Pump-Probe Delay Controlled by Laser-dressed Ionization with Isolated Attosecond Pulses" Luttmann M, Bresteau D & Ruchon T, EPJ Web of Conferences. Vol. 255, pp. 13004., (2021). |
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Abstract: In a recent work [1], we demonstrated how laser-dressed ionization can be harnessed to control with attosecond accuracy the time delay between an extreme-ultraviolet (XUV) attosecond pulse train and an infrared (IR) femtosecond pulse. In this case, the comb-like photoelectron spectrum obtained by ionizing a gas target with the two superimposed beams exhibits peaks oscillating with the delay. Two of them can be found to oscillate in phase quadrature, allowing an optimal measurement and stabilization of the delay over a large range. Here we expand this technique to isolated attosecond pulses, by taking advantage of the delay-modulation of attosecond streaking traces. Although the photoelectron spectrum contains no peaks in that case, it is possible to reconstruct the pump-probe delay by simply monitoring the mean energy of the spectrum and the amplitude at this energy. In general, we find that active delay stabilization based on laser-dressed ionization is possible as long as the XUV pulses are chirped. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Luttmann2021, author = {Luttmann, Martin and Bresteau, David and Ruchon, Thierry}, title = {Pump-Probe Delay Controlled by Laser-dressed Ionization with Isolated Attosecond Pulses}, journal = {EPJ Web Conf.}, year = {2021}, volume = {255}, pages = {13004}, url = {https://doi.org/10.1051/epjconf/202125513004}, doi = {10.1051/epjconf/202125513004} } |
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2021 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
"Single-stage few-cycle nonlinear compression of milliJoule energy Ti:Sa femtosecond pulses in a multipass cell" Daniault L, Cheng Z, Kaur J, Hergott J-F, Réau F, Tcherbakoff O, Daher N, Délen X, Hanna M & Lopez-Martens R, Optics Letters., October, 2021. Vol. 46(20), pp. 5264-5267. OSA. (2021). |
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Abstract: We report on the nonlinear temporal compression of mJ energy pulses from a Ti:Sa chirped pulse amplifier system in a multipass cell filled with argon. The pulses are compressed from 30 fs down to 5.3 fs, corresponding to two optical cycles. The post-compressed beam exhibits excellent spatial quality and homogeneity. These results provide guidelines for optimizing the compressed pulse quality and further scaling of multipass-cell-based post-compression down to the single-cycle regime. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Daniault2021, author = {Daniault, Louis and Cheng, Zhao and Kaur, Jaismeen and Hergott, Jean-François and Réau, Fabrice and Tcherbakoff, Olivier and Daher, Nour and Délen, Xavier and Hanna, Marc and Lopez-Martens, Rodrigo}, title = {Single-stage few-cycle nonlinear compression of milliJoule energy Ti:Sa femtosecond pulses in a multipass cell}, journal = {Opt. Lett.}, publisher = {OSA}, year = {2021}, volume = {46}, number = {20}, pages = {5264--5267}, url = {http://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?URI=ol-46-20-5264}, doi = {10.1364/OL.442707} } |
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"Near-single-cycle pulses generated through post-compression on FAB1 laser at ATTOLAB-Orme facility" Hergott J-F, Marroux HJB, Lopez-Martens R, Réau F, Lepetit F, Tcherbakoff O, Auguste T, Maeder L, Chen X, Bussière B, Paul P-M, D’Oliveira P & Salières P, EPJ Web of Conferences. Vol. 255, (2021) |
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Abstract: Generating high-energy few-cycle pulses is key in the study of light-matter interaction in the regime of high field physics. Attosecond science possess the necessary time resolution to study the underlying fundamental processes but requires repetitions rates on the order the kilohertz and stabilization of the Carrier-Envelope Phase. We present here a post-compression stage delivering 3.8fs pulses with 2.5mJ coupled to a Ti: Sa based 1 kHz TW-class laser which can deliver 17.8fs pulses with 350mrad shot to shot CEP noise. This is the first step towards high-energy few-cycle post-compression of the FAB laser at ATTOLAB-Orme. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Hergott2021, author = {Hergott, Jean-François and Marroux, Hugo J. B. and Lopez-Martens, Rodrigo and Réau, Fabrice and Lepetit, Fabien and Tcherbakoff, Olivier and Auguste, Thierry and Maeder, Lucie and Chen, Xiaowei and Bussière, Benoit and Paul, Pierre-Mary and D’Oliveira, Pascal and Salières, Pascal}, title = {Near-single-cycle pulses generated through post-compression on FAB1 laser at ATTOLAB-Orme facility}, journal = {EPJ Web Conf.}, year = {2021}, volume = {255}, url = {https://doi.org/10.1051/epjconf/202125511006}, doi = {10.1051/epjconf/202125511006} } |
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"Plasmon-Amplified Third Harmonic Generation in Metal/Dielectric Resonators" Nicolas R, Shi L, Chanteau B, Franz D, Kholodstova M, Ripault Q, Andrade JRC, Iwan B, Boutu W, Kovacev M & Merdji H, Plasmonics., April, 2021. |
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Abstract: Enhancing ultrafast nonlinear processes at a nanometer scale has the potential of creating novel nano-sources of energetic photons or particles useful for many applications, especially for embedded diagnostics. In this work, we investigate the plasmonic amplification of the third harmonic generation (THG) from a metal-dielectric-metal (MDM) nano-resonator in the near-terawatt intensity regime. In our geometry, the Fabry-Pérot plasmonic resonator reaches a high local enhancement of the laser electric field over a large volume of a SiO2 dielectric film. The THG signal is amplified by more than one order of magnitude, with a higher efficiency compared to previous plasmonic geometries. The polarization dependence with respect to the fundamental laser allows an ON/OFF switch of the THG enhancement in the nanostructures which is a strong signature of the plasmonic origin of the THG amplification. Furthermore, the dispersion scan shows that the third harmonic spectrum is strongly redshifted with respect to the peak of its linear extinction spectrum. Using the nonlinear anharmonic model, we confirm that the third harmonic behavior dominantly arises from the silica layer. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Nicolas2021, author = {Nicolas, Rana and Shi, Liping and Chanteau, Bruno and Franz, Dominik and Kholodstova, Maria and Ripault, Quentin and Andrade, José R. C. and Iwan, Bianca and Boutu, Willem and Kovacev, Milutin and Merdji, Hamed}, title = {Plasmon-Amplified Third Harmonic Generation in Metal/Dielectric Resonators}, journal = {Plasmonics}, year = {2021}, url = {https://doi.org/10.1007/s11468-021-01444-3}, doi = {10.1007/s11468-021-01444-3} } |
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"Optique attoseconde et électronique pétahertz dans les semiconducteurs" Merdji H & Boutu W, Photoniques., (2021). |
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Abstract: La génération d’harmoniques laser d’ordre élevé dans les cristaux semiconducteurs est une nouvelle source de rayonnement ultra-bref (femtoseconde à attoseconde) cohérent et de courte longueur d’onde (de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres) à très haute cadence. Outre la versatilité de cette source pour les applications, offerte notamment par les progrès en nano-structuration, l’étude du rayonnement émis permet de suivre les dynamiques électroniques ultrarapides au sein de matériaux complexes. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Merdji2021, author = {Merdji, H. and Boutu, W.}, title = {Optique attoseconde et électronique pétahertz dans les semiconducteurs}, journal = {Photoniques}, year = {2021}, url = {https://doi.org/10.1051/photon/202110952}, doi = {10.1051/photon/202110952} } |
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"Spectral control of high order harmonics through non-linear propagation effects" Hussain M, Kaassamani S, Auguste T, Boutu W, Gauthier D, Kholodtsova M, Gomes J-T, Lavoute L, Gaponov D, Ducros N, Fevrier S, Nicolas R, Imran T, Zeitoun P, Williams GO, Fajardo M & Merdji H, Applied Physics Letters., August, 2021. Vol. 119(7), pp. 071101. American Institute of Physics, (2021). |
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Abstract: High harmonic generation (HHG) in crystals has revealed a wealth of perspectives such as all-optical mapping of the electronic band structure, ultrafast quantum information, and the creation of all-solid-state attosecond sources. Significant efforts have been made to understand the microscopic aspects of HHG in crystals, whereas the macroscopic effects, such as non-linear propagation of the driving pulse and its impact on the HHG process, are often overlooked. In this work, we study macroscopic effects by comparing two materials with distinct optical properties, silicon (Si) and zinc oxide (ZnO). By scanning the focal position of 85 fs duration and 2.123 μm wavelength pulses inside the crystals, (Z-scan) we reveal spectral shifts in the generated harmonics. We interpret the overall blueshift of the emitted harmonic spectrum as an imprint of the spectral modulation of the driving field on the high harmonics. This process is supported with numerical simulations. This study demonstrates that through manipulation of the fundamental driving field through non-linear propagation effects, precise control of the emitted HHG spectrum in solids can be realized. This method could offer a robust way to tailor HHG spectra for a range of applications. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Hussain2021, author = {Hussain, M. and Kaassamani, S. and Auguste, T. and Boutu, W. and Gauthier, D. and Kholodtsova, M. and Gomes, J.-T. and Lavoute, L. and Gaponov, D. and Ducros, N. and Fevrier, S. and Nicolas, R. and Imran, T. and Zeitoun, P. and Williams, G. O. and Fajardo, M. and Merdji, H.}, title = {Spectral control of high order harmonics through non-linear propagation effects}, journal = {Appl. Phys. Lett.}, publisher = {American Institute of Physics}, year = {2021}, volume = {119}, number = {7}, pages = {071101}, url = {https://doi.org/10.1063/5.0053152}, doi = {10.1063/5.0053152} } |
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"Enhanced extreme ultraviolet high-harmonic generation from chromium-doped magnesium oxide" Nefedova VE, Fröhlich S, Navarrete F, Tancogne-Dejean N, Franz D, Hamdou A, Kaassamani S, Gauthier D, Nicolas R, Jargot G, Hanna M, Georges P, Ciappina MF, Thumm U, Boutu W & Merdji H, Applied Physics Letters. Vol. 118(20), pp. 201103, (2021). |
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Abstract: ABSTRACT High-order harmonic generation (HHG) from crystals is emerging as a new ultrashort source of coherent extreme ultraviolet (XUV) light. Doping the crystal structure can offer a new way to control the source properties. Here, we present a study of HHG enhancement in the XUV spectral region from an ionic crystal, using dopant-induced vacancy defects, driven by a laser centered at a wavelength of 1.55 μm. Our numerical simulations based on solutions of the semiconductor Bloch equations and density-functional theory are supported by our experimental observations and demonstrate an increase in the XUV high harmonic yield from doped bulk magnesium oxide (MgO) compared to undoped MgO, even at a low defect concentration. The anisotropy of the harmonic emission as a function of the laser polarization shows that the pristine crystal's symmetry is preserved. Our study paves the way toward the control of HHG in solids with complex defects caused by transition-metal doping.. |
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@article{Nefedova2021, author = {Nefedova, V. E. and Fröhlich, S. and Navarrete, F. and Tancogne-Dejean, N. and Franz, D. and Hamdou, A. and Kaassamani, S. and Gauthier, D. and Nicolas, R. and Jargot, G. and Hanna, M. and Georges, P. and Ciappina, M. F. and Thumm, U. and Boutu, W. and Merdji, H.}, title = {Enhanced extreme ultraviolet high-harmonic generation from chromium-doped magnesium oxide}, journal = {Applied Physics Letters}, year = {2021}, volume = {118}, number = {20}, pages = {201103}, url = {https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/5.0047421}, doi = {10.1063/5.0047421} } |
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"Two-dimensional phase cartography for high-harmonic spectroscopy" Camper A, Skantzakis E, Géneaux R, Risoud F, English E, Diveki Z, Lin N, Gruson V, Auguste T, Carré B, Lucchese RR, Maquet A, Taïeb R, Caillat J, Ruchon T & Salières P, Optica., March, 2021. Vol. 8(3), pp. 308-315. OSA, (2021). |
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Abstract: Extremely nonlinear spectroscopy based on high-order-harmonic generation has become a powerful investigation method for attosecond dynamics in gas and solid targets. In particular, the phase of harmonic emission was shown to carry profound insight into atomic and molecular structure and dynamics. However, current techniques offer phase measurements only along specific directions, thus providing partial characterization. Here we report on a new approach combining optical and quantum interferometers measuring along two dimensions the intensity and phase of harmonic emission from aligned molecules in the exact same experimental conditions. This two-dimensional cartography technique measures the phase with no arbitrary offset and no uncertainty on its sign. Measurements along different dimensions can be combined in two ways: either a single mapping or a redundant mapping allowing high-precision phase recovery using a Shack-Hartmann-like algorithm. We demonstrate both methods in a nitrogen test case, which allows disentangling structural and dynamical effects. Two-dimensional phase cartography paves the way to high-resolution high-harmonic spectroscopy for applications such as quantum orbital tomography and attosecond charge migration in molecules. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Camper2021, author = {Camper, Antoine and Skantzakis, Emmanouil and Géneaux, Romain and Risoud, François and English, Elizabeth and Diveki, Zsolt and Lin, Nan and Gruson, Vincent and Auguste, Thierry and Carré, Bertrand and Lucchese, Robert R. and Maquet, Alfred and Taïeb, Richard and Caillat, Jérémie and Ruchon, Thierry and Salières, Pascal}, title = {Two-dimensional phase cartography for high-harmonic spectroscopy}, journal = {Optica}, publisher = {OSA}, year = {2021}, volume = {8}, number = {3}, pages = {308--315}, url = {http://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?URI=optica-8-3-308}, doi = {10.1364/OPTICA.403859} } |
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"In Situ Sub-50-Attosecond Active Stabilization of the Delay Between Infrared and Extreme-Ultraviolet Light Pulses" Luttmann M, Bresteau D, Hergott J-F, Tcherbakoff O & Ruchon T, Physical Review Applied., Mar, 2021. Vol. 15, pp. 034036. American Physical Society, (2021). |
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Abstract: The flourishing of attosecond science (1 as = 10-18 s) has created a need to control exquisitely the delay between two ultrashort light pulses, where one of them is intense and in the visible spectral range, while the other is weak and in the extreme-ultraviolet spectral range. Here we introduce a robust technique, named LIZARD (Laser-dressed IoniZation for the Adjustment of the pump-pRobe Delay), allowing active stabilization of this pump-probe delay. The important feature of the method is the use of an error signal calculated from a two-photon photoelectron signal obtained by photoionizing a gas target in an electron spectrometer with the two superimposed beams. The modulation of sidebands in phase quadrature allows us to perform an in situ measurement of the pump-probe phase and to compensate for fluctuations with a uniform noise sensitivity over a large range of delay. Despite an interferometer length of several meters, we achieve a long-term stability of 28 as rms over hours. This method could be applied to the stabilization of other types of two-color interferometer, provided that the required phase-shifted photoionization signals can be obtained. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevApplied.15.034036, author = {Luttmann, Martin and Bresteau, David and Hergott, Jean-François and Tcherbakoff, Olivier and Ruchon, Thierry}, title = {In Situ Sub-50-Attosecond Active Stabilization of the Delay Between Infrared and Extreme-Ultraviolet Light Pulses}, journal = {Phys. Rev. Applied}, publisher = {American Physical Society}, year = {2021}, volume = {15}, pages = {034036}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.15.034036}, doi = {10.1103/PhysRevApplied.15.034036} } |
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"Single-shot spatial coherence characterization of x-ray ultrafast sources" Duarte J, Gonzalez AI, Cassin R, Nicolas R, Kholodstova M, Boutu W, Fajardo M & Merdji H, Optics Letters., April, 2021. Vol. 46(7), pp. 1764-1767. OSA, (2021). |
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Abstract: Spatial coherence is an impactful source parameter in many applications ranging from atomic and molecular physics to metrology or imaging. In lensless imaging, for example, it can strongly affect the image formation, especially when the source exhibits shot-to-shot variations. Single-shot characterization of the spatial coherence length of a source is thus crucial. However, current techniques require either parallel intensity measurements or the use of several masks. Based on the method proposed by González et al. [J. Opt. Soc. Am. A28, 1107 (2011)JOAOD60740-323210.1364/JOSAA.28.001107], we designed a specific arrangement of a two-dimensional non-redundant array of apertures, which allows, through its far field interference pattern, for a single-shot measurement of the spatial coherence, while being robust against beam-pointing instabilities. The strategic configuration of the pinholes allows us to disentangle the degree of spatial coherence from the intensity distribution, thus removing the need for parallel measurement of the beam intensity. An experimental validation is performed using a high-harmonic source. A statistical study in different regimes shows the robustness of the method. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Duarte2021, author = {Duarte, Joana and Gonzalez, Aura Inés and Cassin, Rémy and Nicolas, Rana and Kholodstova, Maria and Boutu, Willem and Fajardo, Marta and Hamed, Merdji}, title = {Single-shot spatial coherence characterization of x-ray ultrafast sources}, journal = {Opt. Lett.}, publisher = {OSA}, year = {2021}, volume = {46}, number = {7}, pages = {1764--1767}, url = {http://ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-46-7-1764}, doi = {10.1364/OL.413643} } |
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"Molecular potential anisotropy probed by electron rescattering in strong-field ionization of molecules" Cornaggia C, Physical Review A., Jan, 2021. Vol. 103, pp. 013102. American Physical Society, (2021). |
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Abstract: One of the main differences between rescattering following laser-induced ionization of atoms and molecules and electron-ion collisions performed with electron beams is the quivering dynamics of the electron around the ionic site in laser experiments. This report is aimed at probing the effect of the anisotropic potential of linear and symmetric molecular ions on the departing electron following tunnel ionization and rescattering by an intense femtosecond laser field at 0.8 μm and 1014 Wcm-2. The laser excitation conditions are chosen so that the maximum collision energy remains of the order of 20 eV. In the energy range where rescattering is significant, the angular widths of the photoelectron angle-resolved energy spectra are found to be significantly larger for N2 and C2H2 molecules aligned perpendicularly to the laser polarization than the angular widths of angle-resolved energy spectra recorded in parallel alignment, although N2 and C2H2 obey opposite tunnel ionization dynamics with respect to alignment. In the associated collision energy and angle ranges where this effect is observed, the lowest values of the impact parameter are less than one atomic unit. It is conjectured that the approach of the quivering departing electron may be sufficient for its trajectories to be dependent on the molecular ion core alignment, i.e., the anisotropic molecular potential | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevA.103.013102, author = {Cornaggia, C.}, title = {Molecular potential anisotropy probed by electron rescattering in strong-field ionization of molecules}, journal = {Phys. Rev. A}, publisher = {American Physical Society}, year = {2021}, volume = {103}, pages = {013102}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.103.013102}, doi = {10.1103/PhysRevA.103.013102} } |
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"Attosecond photoionization dynamics in the vicinity of the Cooper minima in argon" Alexandridi C, Platzer D, Barreau L, Busto D, Zhong S, Turconi M, Neoričić L, Laurell H, Arnold CL, Borot A, Hergott J-F, Tcherbakoff O, Lejman M, Gisselbrecht M, Lindroth E, L'Huillier A, Dahlström JM & Salières P, Physical Review Research., Feb, 2021. Vol. 3, pp. L012012. American Physical Society, (2021). |
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Abstract: Using a spectrally resolved electron interferometry technique, we measure photoionization time delays between the 3s and 3p subshells of argon over a large 34-eV energy range covering the Cooper minima in both subshells. The observed strong variations of the 3s-3p delay difference, including a sign change, are well reproduced by theoretical calculations using the two-photon two-color random-phase approximation with exchange. Strong shake-up channels lead to photoelectrons spectrally overlapping with those emitted from the 3s subshell. These channels need to be included in our analysis to reproduce the experimental data. Our measurements provide a benchmark for multielectronic theoretical models aiming at an accurate description of interchannel correlation. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevResearch.3.L012012, author = {Alexandridi, C. and Platzer, D. and Barreau, L. and Busto, D. and Zhong, S. and Turconi, M. and Neoričić, L. and Laurell, H. and Arnold, C. L. and Borot, A. and Hergott, J.-F. and Tcherbakoff, O. and Lejman, M. and Gisselbrecht, M. and Lindroth, E. and L'Huillier, A. and Dahlström, J. M. and Salières, P.}, title = {Attosecond photoionization dynamics in the vicinity of the Cooper minima in argon}, journal = {Phys. Rev. Research}, publisher = {American Physical Society}, year = {2021}, volume = {3}, pages = {L012012}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevResearch.3.L012012}, doi = {10.1103/PhysRevResearch.3.L012012} } |
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"Electromagnetic theory of helicoidal dichroism in reflection from magnetic structures" Fanciulli M, Bresteau D, Vimal M, Luttmann M, Sacchi M & Ruchon T, Physical Review A., Jan, 2021. Vol. 103, pp. 013501. American Physical Society, (2021). |
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Abstract: We present the classical electromagnetic theory framework of reflection of a light beam carrying orbital angular momentum (OAM) by a magnetic structure with generic symmetry. Depending on the magnetization symmetry, we find a change in the OAM content of the reflected beam due to magneto-optic interaction and an asymmetric far-field intensity profile. This leads to three types of magnetic helicoidal dichroism (MHD), observed when switching the OAM of the incoming beam, the magnetization sign, or both. In cases of sufficient symmetries, such as domain walls and magnetic vortices, we establish analytical formulas that link an experimentally accessible MHD signal to the magneto-optical Kerr effect (MOKE) constants. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevA.103.013501, author = {Fanciulli, Mauro and Bresteau, David and Vimal, Mekha and Luttmann, Martin and Sacchi, Maurizio and Ruchon, Thierry}, title = {Electromagnetic theory of helicoidal dichroism in reflection from magnetic structures}, journal = {Phys. Rev. A}, publisher = {American Physical Society}, year = {2021}, volume = {103}, pages = {013501}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.103.013501}, doi = {10.1103/PhysRevA.103.013501} } |
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"High Harmonics and Isolated Attosecond Pulses from Mg O" Nourbakhsh Z, Tancogne-Dejean N, Merdji H & Rubio A, Physical Review Applied., Jan, 2021. Vol. 15, pp. 014013. American Physical Society, (2021). |
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Abstract: On the basis of real-time ab initio calculations, we study the nonperturbative interaction of two-color laser pulses with Mg O crystal in the strong-field regime to generate isolated attosecond pulses from high-harmonic emissions from Mg O crystal. In this regard, we examine the impact of the characteristics of the incident pules, such as its shape, intensity, and ellipticity, as well as the consequences of the crystal anisotropy on the emitted harmonics and their corresponding isolated attosecond pulses. Our calculations predict the creation of isolated attosecond pulses with a duration of approximately 300 as; in addition, using elliptical driving pulses, we show the generation of elliptical isolated attosecond pulses. Our work prepares the path for all-solid-state compact optical devices offering perspectives beyond traditional isolated attosecond pulses emitted from atoms. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevApplied.15.014013, author = {Nourbakhsh, Zahra and Tancogne-Dejean, Nicolas and Merdji, Hamed and Rubio, Angel}, title = {High Harmonics and Isolated Attosecond Pulses from MgO}, journal = {Phys. Rev. Applied}, publisher = {American Physical Society}, year = {2021}, volume = {15}, pages = {014013}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.15.014013}, doi = {10.1103/PhysRevApplied.15.014013} } |
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2020 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
"Spectroscopie de photoionisation d’atomes et molécules en phase gazeuse aux échelles de temps femtoseconde et attoseconde" Platzer D, Thesis at: Université Paris-Saclay., 12, 2020. (2020UPASP088), (2020). |
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Abstract: Cette thèse porte sur l’étude de systèmes atomiques et moléculaires en phase gazeuse par spectroscopie pompe-sonde électronique aux échelles de temps femtoseconde (1 fs = 10⁻¹⁵ s) et attoseconde (1 as = 10⁻¹⁸ s) sur la ligne de lumière SE1 de la plateforme ATTOLab. Dans un premier temps, la dissociation femtoseconde de la molécule d’iodométhane suite à l’absorption d’un photon UV a été suivie par spectroscopie Auger d’une part et ionisation multiphotonique (ATI-IR) d’autre part. Dans le second cas, il a été possible de mettre en évidence une dynamique de relaxation dont la durée caractéristique est de 75 fs pour le paquet d’onde nucléaire confiné aux faibles distances internucléaires. Dans un deuxième temps, la dynamique d’ionisation attoseconde de l’argon a été étudiée sur une large gamme spectrale incluant des minima de Cooper. Pour cela, ont été exploitées : (i) une source cohérente dans l’ultra-violet extrême (énergie de photon de l’ordre de 10–100 eV) basée sur le phénomène de génération d’harmoniques d’ordre élevé et permettant de produire des trains d’impulsions attosecondes, et (ii) une technique d’interférométrie électronique donnant accès aux phases spectrales des paquets d’ondes émis. Ces dernières permettent d’extraire les délais de photoionisation attosecondes, qui peuvent être interprétés comme le temps nécessaire à l’électron pour s’échapper du potentiel atomique. Les fortes variations observées pour les délais d’ionisation entre les couches de valence 3s et 3p révèlent des effets importants de corrélation électronique, notamment la présence de canaux d’ionisation de type "shake-up". Pour pouvoir reconstruire le film complet du processus de photoionisation, il est nécessaire d’ajouter une dimension spatiale aux mesures purement spectrales/temporelles. L’ionisation résonante à deux photons de l’hélium à travers l'état 1s3p a ainsi été étudiée avec un spectromètre imageur de vecteurs vitesse (VMI) au lieu du spectromètre intégrateur de type bouteille magnétique utilisé pour les études précédentes. Un saut de phase spectral extrêmement rapide a été mesuré, et ceci de façon relativement homogène jusqu’à des angles de 45°, donnant une vision plus complète du processus. Pour finir, un nouveau spectromètre VMI a été conçu, construit puis installé sur la ligne de lumière. Ses principales caractéristiques (gamme d’énergie, résolution) ont été optimisées pour la spectroscopie attoseconde, grâce notamment au développement d’une nouvelle lentille électrostatique. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@phdthesis{Platzer2020, author = {Platzer, Dominique}, title = {Spectroscopie de photoionisation d’atomes et molécules en phase gazeuse aux échelles de temps femtoseconde et attoseconde}, school = {Université Paris-Saclay}, year = {2020}, number = {2020UPASP088}, url = {https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03125285} } |
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"Spectroscopie de polarisation de la génération d’harmoniques d’ordre élevé dans les semi-conducteurs" Kaassamani S (2020), Thesis at: Université Paris-Saclay., 12, 2020. (2020UPASP091) |
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Abstract: Depuis sa première observation, la génération d'harmonique d'ordre élevé (HHG) dans les cristaux s'est avérée d'être une source efficace, contrôlable et compacte de rayonnement XUV cohérent. Dans cette thèse, nous étudions la génération d'harmonique d'ordre élevé (HHG) dans le graphène, et dans différents semi-conducteurs principalement oxyde de zinc, silicium, arséniure de gallium et oxyde de magnésium. Nous observons que les propriétés du laser, notamment l'intensité, polarisation et ellipticité ainsi que les propriétés du cristal impactent de manière corrélée au processus de génération d'harmonique. De plus, nous surlignons le rôle important des effets de propagation linéaire et non linéaire, surtout l'effet Kerr, qui peut modifier l'efficacité de génération d'harmonique. Bien que ceux-ci induisent des limitations, dans certaines conditions ils présentent un avantage. Finalement, nous démontrons la possibilité d'augmenter localement l'intensité du laser par confinement dans un cône nanostructuré et ainsi d’accroître le flux harmonique généré. Enfin, nous démontrons une application en imagerie par diffraction cohérente de la source harmonique nanostructurée. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@phdthesis{Kaassamani2020, author = {Kaassamani, Shatha}, title = {Spectroscopie de polarisation de la génération d’harmoniques d’ordre élevé dans les semi-conducteurs}, school = {Université Paris-Saclay}, year = {2020}, number = {2020UPASP091}, url = {https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03196038} } |
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"Auger Recombination and Multiple Exciton Generation in Colloidal Two-Dimensional Perovskite Nanoplatelets: Implications for Light-Emitting Devices" Villamil Franco C, Mahler B, Cornaggia C, Gustavsson T & Cassette E, ACS Applied Nano Materials., December, 2020. American Chemical Society, (2020). |
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Abstract: Improving the understanding of multiple exciton interactions and dynamics in semiconductor nanostructures is mandatory for their successful use as photoactive materials in light convertors such as electroluminescent diodes, lasers, or single-photon sources. Here high-fluence and high-energy excitation effects are investigated in strongly confined two-dimensional (2D) lead iodide perovskite nanoplatelets (NPLs) using time-resolved photoluminescence and femtosecond transient absorption spectroscopy. Nonradiative Auger recombination (AR) is the dominant pathway for multiexciton recombination. Its dynamics are found to be subquadratic with the exciton density. Indeed, because of the limited exciton wave-function delocalization length, AR is limited by exciton diffusion in the 2D plane at moderate excitation fluence and takes place in several hundreds of picoseconds, with typical recombination rates on the order of 10–2 cm2/s. At high excitation fluence leading to an average interexciton distance comparable with the exciton delocalization length, the measured “intrinsic” AR time is faster than 10 ps and independent of the NPL composition. The strong dependence of the AR rate on the interexciton distance allows us to identify the recombination resulting from multiple exciton generation, involving the reaction of “geminate biexcitons”, upon excitation at low fluence with high-energy photons. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{VillamilFranco2020, author = {Villamil Franco, Carolina and Mahler, Benoît and Cornaggia, Christian and Gustavsson, Thomas and Cassette, Elsa}, title = {Auger Recombination and Multiple Exciton Generation in Colloidal Two-Dimensional Perovskite Nanoplatelets: Implications for Light-Emitting Devices}, journal = {ACS Appl. Nano Mater.}, publisher = {American Chemical Society}, year = {2020}, url = {https://doi.org/10.1021/acsanm.0c02868}, doi = {10.1021/acsanm.0c02868} } |
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"Charge Carrier Relaxation in Colloidal FAPbI3 Nanostructures Using Global Analysis" Franco CV, Mahler B, Cornaggia C, Gustavsson T & Cassette E, Nanomaterials.Vol. 10(10), pp. 1897, (2020). |
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Abstract: We study the hot charge carrier relaxation process in weakly confined hybrid lead iodide perovskite colloidal nanostructures, FAPbI3 (FA = formaminidium), using femtosecond transient absorption (TA). We compare the conventional analysis method based on the extraction of the carrier temperature (Tc) by fitting the high-energy tail of the band-edge bleach with a global analysis method modeling the continuous evolution of the spectral lineshape in time using a simple sequential kinetic model. This practical approach results in a more accurate way to determine the charge carrier relaxation dynamics. At high excitation fluence (density of charge carriers above 1018 cm-3 ), the cooling time increases up to almost 1 ps in thick nanoplates (NPs) and cubic nanocrystals (NCs), indicating the hot phonon bottleneck effect. Furthermore, Auger heating resulting from the multi-charge carrier recombination process slows down the relaxation even further to tens and hundreds of picoseconds. These two processes could only be well disentangled by analyzing simultaneously the spectral lineshape and amplitude evolution Keywords: hot charge carrier relaxation, Auger recombination, colloidal perovskite nanocrystals, transient absorption spectroscopy |
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@article{Franco2020, author = {Franco, Carolina Villamil and Mahler, Benoît and Cornaggia, Christian and Gustavsson, Thomas and Cassette, Elsa}, title = {Charge Carrier Relaxation in Colloidal FAPbI3 Nanostructures Using Global Analysis}, journal = {Nanomaterials |
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"Subthreshold Erosion of an Organic Polymer Induced by Multiple Shots of an X-Ray Free-Electron Laser" Burian T, Chalupský J, Hájková V, Toufarová M, Vorl\iifmmode celse čfiek V, Hau-Riege S, Krzywinski J, Bozek J, Bostedt C, Graf A, Jastrow U, Kreis S, London R, Messerschmidt M, Moeller S, Sobierajski R, Tiedtke K, de Grazia M, Auguste T, Carré B, Guizard S, Merdji H, Medvedev N & Juha L, Physical Review Applied., Sep, 2020. Vol. 14, pp. 034057. American Physical Society, (2020). |
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Abstract: Solids irradiated by energetic photons can be eroded in two modes, depending on the radiation intensity. High average, low-peak power sources, e.g., synchrotron radiation and high-order harmonics, induce desorption of the material at a low etch rate. In contrast, high-peak-power radiation from extreme ultraviolet and x-ray lasers usually causes a massive removal of the material even by a single shot. In this contribution, an effective material erosion is reported in PMMA exposed to multiple accumulated pulses generated by the free-electron x-ray-laser Linac Coherent Light Source (LCLS, tuned at a photon energy of 830 eV in this study, operated in Menlo Park at Stanford, CA, USA) at a fluence below the single-pulse ablation threshold. The effect is caused by polymer-chain scissions initiated by single photons carrying enough energy to break the C-C bounds. High efficiency of the erosion is supposed to occur due to a correlation of the single-photon effects. The subthreshold damage exhibits a nonlinear dose dependence resulting from a competition between chain scissions and cross-linking processes. The cross-linking is proven by Raman spectroscopy of the irradiated polymer. Two theoretical models of the x-ray free-electron-laser-induced erosion are suggested, which provide an excellent agreement with the experimental results. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevApplied.14.034057, author = {Burian, T. and Chalupský, J. and Hájková, V. and Toufarová, M. and Vorl\iifmmode celse čfiek, V. and Hau-Riege, S. and Krzywinski, J. and Bozek, J.D. and Bostedt, C. and Graf, A.T. and Jastrow, U.F. and Kreis, S. and London, R.A. and Messerschmidt, M. and Moeller, S. and Sobierajski, R. and Tiedtke, K. and de Grazia, M. and Auguste, T. and Carré, B. and Guizard, S. and Merdji, H. and Medvedev, N. and Juha, L.}, title = {Subthreshold Erosion of an Organic Polymer Induced by Multiple Shots of an X-Ray Free-Electron Laser}, journal = {Phys. Rev. Applied}, publisher = {American Physical Society}, year = {2020}, volume = {14}, pages = {034057}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.14.034057}, doi = {10.1103/PhysRevApplied.14.034057} } |
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"Broadband coherent diffractive imaging" Huijts J, Fernandez S, Gauthier D, Kholodtsova M, Maghraoui A, Medjoubi K, Somogyi A, Boutu W & Merdji H, Nature Photonics., October, 2020. Vol. 14(10), pp. 618-622, (2020). |
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Abstract: Recent technological advances in attosecond science hold the promise of tracking electronic processes at the shortest space and time scales. However, the necessary imaging methods combining attosecond temporal resolution with nanometre spatial resolution are currently lacking. Regular coherent diffractive imaging, based on the diffraction of quasi-monochromatic illumination by a sample, is inherently incompatible with the extremely broad nature of attosecond spectra. Here, we present an approach that enables coherent diffractive imaging using broadband illumination. The method is based on a numerical monochromatization of the broadband diffraction pattern by the regularized inversion of a matrix that depends only on the spectrum of the diffracted radiation. Experimental validations using visible and hard X-ray radiation show the applicability of the method. Because of its generality and ease of implementation we expect this method to find widespread applications such as in petahertz electronics or attosecond nanomagnetism. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Huijts2020, author = {Huijts, Julius and Fernandez, Sara and Gauthier, David and Kholodtsova, Maria and Maghraoui, Ahmed and Medjoubi, Kadda and Somogyi, Andrea and Boutu, Willem and Merdji, Hamed}, title = {Broadband coherent diffractive imaging}, journal = {Nature Photonics}, year = {2020}, volume = {14}, number = {10}, pages = {618--622}, url = {https://doi.org/10.1038/s41566-020-0660-7}, doi = {10.1038/s41566-020-0660-7} } |
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"Angle-resolved studies of XUV-IR two-photon ionization in the RABBITT scheme" Joseph J, Holzmeier F, Bresteau D, Spezzani C, Ruchon T, Hergott JF, Tcherbakoff O, D'Oliveira P, Houver JC & Dowek D, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics., August, 2020. Vol. 53(18), pp. 184007. IOP Publishing, (2020). |
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Abstract: Reconstruction of attosecond beating by interference of two-photon transitions (RABBITT) is an established technique for studying time-delay in photoionization of atoms and molecules. It has been recently extended to angle-resolved studies, accessing diverse fingerprint observables of the attosecond photoemission dynamics within the bound-continuum and continuum–continuum transitions. In this work, we address the general form of the ISB(θ,τ) two-photon photoelectron angular distributions (PADs) associated to the RABBITT sideband signal, as a function of the emission angle θ, and the delay τ between the XUV attosecond pulse train and the infrared (IR) dressing field at play in the RABBITT scheme. Relying on the expansion in Legendre polynomials, the PAD is synthesized in terms of a reduced set of coefficients which fully describe both its static (τ-independent) and dynamic (τ-dependent) components and enables us to retrieve any observable characterizing the PAD. This unified framework streamlines the comparison between different experimental or theoretical data sets and emphasizes how some observables depend on the experimental conditions. Along with the modelled analysis, we report new results of angle-resolved RABBITT direct ionization of the np valence orbital of Ar(3p6) and Ne(2p6), employing electron-ion coincidence momentum spectroscopy at the new Attolab facility. In this case, the nine coefficients synthesizing the PAD are further linked to the magnitude and phase of the transition dipole matrix elements, providing a fundamental test of theoretical predictions. Similarities and differences are found between Ar and Ne in the explored low energy region, up to 20 eV above the ionization threshold, where the electron dynamics is most sensitive to electronic correlation. Further interpretation of these results would benefit from a comparison with advanced many-body theoretical simulations. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Joseph2020, author = {Joseph, J. and Holzmeier, F. and Bresteau, D. and Spezzani, C. and Ruchon, T. and Hergott, J. F. and Tcherbakoff, O. and D'Oliveira, P. and Houver, J. C. and Dowek, D.}, title = {Angle-resolved studies of XUV-IR two-photon ionization in the RABBITT scheme}, journal = {Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics}, publisher = {IOP Publishing}, year = {2020}, volume = {53}, number = {18}, pages = {184007}, url = {http://dx.doi.org/10.1088/1361-6455/ab9f0d}, doi = {10.1088/1361-6455/ab9f0d} } |
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"Quantifying Decoherence in Attosecond Metrology" Bourassin-Bouchet C, Barreau L, Gruson V, Hergott J-F, Quéré F, Salières P & Ruchon T, Physical Review X., Aug, 2020. Vol. 10, pp. 031048. American Physical Society, (2020) |
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Abstract: Laser-dressed photoemission spectroscopy has established itself as the gold standard of attosecond temporal metrology. In this technique, the attosecond structure of an extreme-ultraviolet pulse is retrieved from the wave function of the electron wave packet released during photoionization. Here, we show that this electron wave packet should rather be described using the density matrix formalism, thus allowing one to account for all processes that can affect its coherence, from the attosecond pulse generation to the photoemission and the measurement processes. Using this approach, we reconstruct experimentally a partially coherent electron wave packet with a purity of 0.11 (1 for full coherence). Comparison with theoretical models then allows us to identify the origins of this decoherence and to overcome several limitations such as beam-line instabilities or spectrometer resolution. Furthermore, we show numerically how this method gives access to the coherence and eigencomponents of complex photoelectron wave packets. It thus goes beyond the current measurement of photoionization time delays and provides a general framework for the analysis and understanding of complex photoemission processes. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevX.10.031048, author = {Bourassin-Bouchet, C. and Barreau, L. and Gruson, V. and Hergott, J.-F. and Quéré, F. and Salières, P. and Ruchon, T.}, title = {Quantifying Decoherence in Attosecond Metrology}, journal = {Phys. Rev. X}, publisher = {American Physical Society}, year = {2020}, volume = {10}, pages = {031048}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevX.10.031048}, doi = {10.1103/PhysRevX.10.031048} } |
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"Spin-orbit-resolved spectral phase measurements around a Fano resonance" Turconi M, Barreau L, Busto D, Isinger M, Alexandridi C, Harth A, Squibb RJ, Kroon D, Arnold CL, Feifel R, Gisselbrecht M, Argenti L, Martín F, L'Huillier L & Salières P, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics., July, 2020. Vol. 53(18), pp. 184003. IOP Publishing, (2020). |
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Abstract: We apply a spectrally-resolved electron interferometry technique to the measurement of the spectral phase in the vicinity of the 3s13p64p Fano resonance of argon. We show that it allows disentangling the phases of the two nearly-overlapping electron wavepackets corresponding to different spin-orbit final states. Using simple assumptions, it is possible to process the experimental data and numerically isolate each component in a self-consistent manner. This in turn allows reconstructing the autoionization dynamics of the dominant channel. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Turconi2020, author = {Turconi, M. and Barreau, L. and Busto, D. and Isinger, M. and Alexandridi, C. and Harth, A. and Squibb, R. J. and Kroon, D. and Arnold, C. L. and Feifel, R. and Gisselbrecht, M. and Argenti, L. and Martín, F. and L'Huillier, A. and Salières, P.}, title = {Spin-orbit-resolved spectral phase measurements around a Fano resonance}, journal = {Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics}, publisher = {IOP Publishing}, year = {2020}, volume = {53}, number = {18}, pages = {184003}, url = {http://dx.doi.org/10.1088/1361-6455/ab9f0b} } |
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"Spin, time, and angle resolved photoemission spectroscopy on WTe2" Fanciulli M, Schusser J, Lee M-I, Youbi ZE, Heckmann O, Richter MC, Cacho C, Spezzani C, Bresteau D, Hergott J-F, D'Oliveira P, Tcherbakoff O, Ruchon T, Minár J & Hricovini K, Physical Review Research., Mar, 2020. Vol. 2, pp. 013261. American Physical Society, (2020). |
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Abstract: We combined a spin resolved photoemission spectrometer with a high-harmonic generation (HHG) laser source in order to perform spin, time, and angle resolved photoemission spectroscopy (STARPES) experiments on the transition metal dichalcogenide bulk WTe2, a possible Weyl type-II semimetal. Measurements at different femtosecond pump-probe delays and comparison with spin resolved one-step photoemission calculations provide insight into the spin polarization of electrons above the Fermi level in the region where Weyl points of WTe2 are expected. We observe a spin accumulation above the Weyl points region, which is consistent with a spin-selective bottleneck effect due to the presence of spin-polarized conelike electronic structure. Our results support the feasibility of STARPES with HHG, which despite being experimentally challenging provides a unique way to study spin dynamics in photoemission. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevResearch.2.013261, author = {Fanciulli, Mauro and Schusser, Jakub and Lee, Min-I and Youbi, Zakariae El and Heckmann, Olivier and Richter, Maria Christine and Cacho, Cephise and Spezzani, Carlo and Bresteau, David and Hergott, Jean-François and D'Oliveira, Pascal and Tcherbakoff, Olivier and Ruchon, Thierry and Minár, Jan and Hricovini, Karol}, title = {Spin, time, and angle resolved photoemission spectroscopy on WTe2}, journal = {Phys. Rev. Research}, publisher = {American Physical Society}, year = {2020}, volume = {2}, pages = {013261}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevResearch.2.013261}, doi = {10.1103/PhysRevResearch.2.013261} } |
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"Lensless microscopy platform for single cell and tissue visualization" Corman R, Boutu W, Campalans A, Radicella P, Duarte J, Kholodtsova M, Bally-Cuif L, Dray N, Harms F, Dovillaire G, Bucourt S & Merdji H (2020), "Lensless microscopy platform for single cell and tissue visualization", Biomedical Optics Express., May, 2020. Vol. 11(5), pp. 2806-2817. OSA., 2020 |
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Abstract: Today, 3D imaging techniques are emerging, not only as a new tool in early drug discovery but also for the development of potential therapeutics to treat disease. Particular efforts are directed towards in vivo physiology to avoid perturbing the system under study. Here, we assess non-invasive 3D lensless imaging and its impact on cell behavior and analysis. We test our concept on various bio-applications and present here the first results. The microscopy platform based on in-holography provides large fields of view images (several mm2 compared to several hundred µm2) with sub-micrometer spatial resolution. 3D image reconstructions are achieved using back propagation functions post-processing. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Corman2020, author = {Corman, Ramona and Boutu, Willem and Campalans, Anna and Radicella, Pablo and Duarte, Joana and Kholodtsova, Maria and Bally-Cuif, Laure and Dray, Nicolas and Harms, Fabrice and Dovillaire, Guillaume and Bucourt, Samuel and Merdji, Hamed}, title = {Lensless microscopy platform for single cell and tissue visualization}, journal = {Biomed. Opt. Express}, publisher = {OSA}, year = {2020}, volume = {11}, number = {5}, pages = {2806--2817}, url = {http://www.osapublishing.org/boe/abstract.cfm?URI=boe-11-5-2806}, doi = {10.1364/BOE.380193} } |
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2019 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
"Disentangling Spectral Phases of Interfering Autoionizing States from Attosecond Interferometric Measurements" Barreau L, Petersson CLM, Klinker M, Camper A, Marante C, Gorman T, Kiesewetter D, Argenti L, Agostini P, Jesús G-V, Salières P, DiMauro LF & Martín F (2019), Physical Review Letters., Vol. 122, pp. 253203. American Physical Society, 2019. |
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Abstract: We have determined spectral phases of Ne autoionizing states from extreme ultraviolet and midinfrared attosecond interferometric measurements and ab initio full-electron time-dependent theoretical calculations in an energy interval where several of these states are coherently populated. The retrieved phases exhibit a complex behavior as a function of photon energy, which is the consequence of the interference between paths involving various resonances. In spite of this complexity, we show that phases for individual resonances can still be obtained from experiment by using an extension of the Fano model of atomic resonances. As simultaneous excitation of several resonances is a common scenario in many-electron systems, the present work paves the way to reconstruct electron wave packets coherently generated by attosecond pulses in systems larger than helium. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevLett.122.253203, author = {Barreau, Lou and Petersson, C. Leon M. and Klinker, Markus and Camper, Antoine and Marante, Carlos and Gorman, Timothy and Kiesewetter, Dietrich and Argenti, Luca and Agostini, Pierre and González-Vázquez Jesús and Salières, Pascal and DiMauro, Louis F. and Martín, Fernando}, title = {Disentangling Spectral Phases of Interfering Autoionizing States from Attosecond Interferometric Measurements}, journal = {Phys. Rev. Lett.}, publisher = {American Physical Society}, year = {2019}, volume = {122}, pages = {253203}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.122.253203}, doi = {10.1103/PhysRevLett.122.253203} } |
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"Accuracy and precision of the RABBIT technique" Isinger M, Busto D, Mikaelsson S, Zhong S, Guo C, Salières P, Arnold CL, L'Huillier A & Gisselbrecht M (2019), Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences., Vol. 377(2145), pp. 20170475. Royal Society, 2019. |
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Abstract: One of the most ubiquitous techniques within attosecond science is the so-called reconstruction of attosecond beating by interference of two-photon transitions (RABBIT). Originally proposed for the characterization of attosecond pulses, it has been successfully applied to the accurate determination of time delays in photoemission. Here, we examine in detail, using numerical simulations, the effect of the spatial and temporal properties of the light fields and of the experimental procedure on the accuracy of the method. This allows us to identify the necessary conditions to achieve the best temporal precision in RABBIT measurements. This article is part of the theme issue ‘Measurement of ultrafast electronic and structural dynamics with X-rays’. |
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@article{Isinger2019, author = {Isinger, M. and Busto, D. and Mikaelsson, S. and Zhong, S. and Guo, C. and Salières, P. and Arnold, C. L. and L'Huillier, A. and Gisselbrecht, M.}, title = {Accuracy and precision of the RABBIT technique}, journal = {Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences}, publisher = {Royal Society}, year = {2019}, volume = {377}, number = {2145}, pages = {20170475}, url = {https://doi.org/10.1098/rsta.2017.0475}, doi = {10.1098/rsta.2017.0475} } |
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"Dynamical distortions of structural signatures in molecular high-order harmonic spectroscopy" Labeye M, Risoud F, Lévêque C, Caillat J, Maquet A, Shaaran T, Salières P & Taïeb R, Physical Review A., Vol. 99, pp. 013412. American Physical Society, (2019) |
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Abstract: We study the signature of two-center interferences in molecular high-order harmonic spectra, with an emphasis on the spectral phase. With the help of both ab initio computations based on the time-dependent Schrödinger equation and the molecular strong-field approximation (SFA) as developed by Chirila et al. [Phys. Rev. A 73, 023410 (2006)] and Faria [Phys. Rev. A 76, 043407 (2007)], we observe that the phase behavior is radically different for the short and the long trajectory contributions. By means of Taylor expansions of the molecular SFA, we link this effect to the dynamics of the electron in the continuum. More precisely, we find that the value of the electric field at recombination time plays a crucial role in the shape of the destructive interference phase jump | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevA.99.013412, author = {Labeye, Marie and Risoud, François and Lévêque, Camille and Caillat, Jérémie and Maquet, Alfred and Shaaran, Tahir and Salières, Pascal and Taïeb, Richard}, title = {Dynamical distortions of structural signatures in molecular high-order harmonic spectroscopy}, journal = {Phys. Rev. A}, publisher = {American Physical Society}, year = {2019}, volume = {99}, pages = {013412}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.99.013412}, doi = {10.1103/PhysRevA.99.013412} } |
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"High relative-phase precision beam duplicator for mid-infrared femtosecond pulses" Camper A, Park H, Hageman SJ, Smith G, Auguste T, Agostini P and DiMauro LF, Optics Letters., November, 2019. Vol. 44(22), pp. 5465-5468. OSA. (2019). |
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Abstract: In this Letter, we use a 0 - π square-wave phase grating to shape 1350 nm and 1450 nm femtosecond pulses and create two intense lobes at the focus of a lens. We show that the relative phase between these two lobes (the 1st and -1st orders of diffraction of the grating) is controlled very simply and precisely by shifting the position of the grating in its plane. We generate high harmonic orders from the two bright lobes and record the beating between the two emissions for each harmonic order up to the 53rd harmonic order. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Camper2019, author = {Camper, Antoine and Park, Hyunwook and Hageman, Stephen J. and Smith, Greg and Auguste, Thierry and Agostini, Pierre and DiMauro, Louis F.}, title = {High relative-phase precision beam duplicator for mid-infrared femtosecond pulses}, journal = {Opt. Lett.}, publisher = {OSA}, year = {2019}, volume = {44}, number = {22}, pages = {5465--5468}, url = {http://ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-44-22-5465}, doi = {10.1364/OL.44.005465} } |
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"CEP-stable high-energy ytterbium-doped fiber amplifier" Natile M, Golinelli A, Lavenu L, Guichard F, Hanna M, Zaouter Y, Chiche R, Chen X, Hergott JF, Boutu W, Merdji H and Georges P, Optics Letters., August, 2019. Vol. 44(16), pp. 3909-3912. OSA. (2019). |
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Abstract: We report on the carrier-envelope phase (CEP) stabilization of a Yb-doped fiber amplifier system delivering 30 μJ pulses at 100 kHz repetition rate. A single-shot, every-shot measurement of the CEP stability based on a simple f-2f interferometer is performed, yielding a CEP standard deviation of 320 mrad rms over 1 s. Long-term stability is also assessed, with 380 mrad measured over 1 h. This level of performance is allowed by a hybrid architecture, including a passively CEP-stabilized front-end based on difference frequency generation and an active CEP stabilization loop for the fiber amplifier system, acting on a telecom-grade integrated LiNbO3 phase modulator. Together with recent demonstrations of temporal compression down to the few-cycle regime, the presented results demonstrate the relevance of the Yb-doped high repetition rate laser for attoscience. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Natile2019, author = {Natile, M. and Golinelli, A. and Lavenu, L. and Guichard, F. and Hanna, M. and Zaouter, Y. and Chiche, R. and Chen, X. and Hergott, J. F. and Boutu, W. and Merdji, H. and Georges, P.}, title = {CEP-stable high-energy ytterbium-doped fiber amplifier}, journal = {Opt. Lett.}, publisher = {OSA}, year = {2019}, volume = {44}, number = {16}, pages = {3909--3912}, url = {http://ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-44-16-3909}, doi = {10.1364/OL.44.003909} } |
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"Computed stereo lensless X-ray imaging" Duarte J, Cassin R, Huijts J, Iwan B, Fortuna F, Delbecq L, Chapman H, Fajardo M, Kovacev M, Boutu W and Merdji H, Nature Photonics, April, (2019). |
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Abstract: Recovering the three-dimensional (3D) properties of artificial or biological systems using low X-ray doses is challenging as most techniques are based on computing hundreds of two-dimensional (2D) projections. The requirement for a low X-ray dose also prevents single-shot 3D imaging using ultrafast X-ray sources. Here we show that computed stereo vision concepts can be applied to X-rays. Stereo vision is important in the field of machine vision and robotics. We reconstruct two X-ray stereo views from coherent diffraction patterns and compute a nanoscale 3D representation of the sample from disparity maps. Similarly to brain perception, computed stereo vision algorithms use constraints. We demonstrate that phase-contrast images relax the disparity constraints, allowing occulted features to be revealed. We also show that by using nanoparticles as labels we can extend the applicability of the technique to complex samples. Computed stereo X-ray imaging will find application at X-ray free-electron lasers, synchrotrons and laser-based sources, and in industrial and medical 3D diagnosis methods. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Duarte2019, author = {Duarte, J. and Cassin, R. and Huijts, J. and Iwan, B. and Fortuna, F. and Delbecq, L. and Chapman, H. and Fajardo, M. and Kovacev, M. and Boutu, W. and Merdji, H.}, title = {Computed stereo lensless X-ray imaging}, journal = {Nature Photonics}, year = {2019}, url = {https://doi.org/10.1038/s41566-019-0419-1}, doi = {10.1038/s41566-019-0419-1} } |
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"All semiconductor enhanced high-harmonic generation from a single nanostructured cone" Franz D, Kaassamani S, Gauthier D, Nicolas R, Kholodtsova M, Douillard L, Gomes J-T, Lavoute L, Gaponov D, Ducros N, Février S, Biegert J, Shi L, Kovacev M, Boutu W and Merdji H, Scientific Reports., April, 2019. Vol. 9(1), pp. 5663, (2019). |
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Abstract: The enhancement and control of non-linear phenomena at a nanometer scale has a wide range of applications in science and in industry. Among these phenomena, high-harmonic generation in solids is a recent focus of research to realize next generation petahertz optoelectronic devices or compact all solid state EUV sources. Here, we report on the realization of the first nanoscale high harmonic source. The strong field regime is reached by confining the electric field from a few nanojoules femtosecond laser in a single 3D semiconductor waveguide. We reveal a strong competition between enhancement of coherent harmonics and incoherent fluorescence favored by excitonic processes. However, far from the band edge, clear enhancement of the harmonic emission is reported with a robust sustainability offering a compact nanosource for applications. We illustrate the potential of our harmonic nano-device by performing a coherent diffractive imaging experiment. Ultra-compact UV/X-ray nanoprobes are foreseen to have other applications such as petahertz electronics, nano-tomography or nano-medicine. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Franz2019, author = {Franz, Dominik and Kaassamani, Shatha and Gauthier, David and Nicolas, Rana and Kholodtsova, Maria and Douillard, Ludovic and Gomes, Jean-Thomas and Lavoute, Laure and Gaponov, Dmitry and Ducros, Nicolas and Février, Sebastien and Biegert, Jens and Shi, Liping and Kovacev, Milutin and Boutu, Willem and Merdji, Hamed}, title = {All semiconductor enhanced high-harmonic generation from a single nanostructured cone}, journal = {Scientific Reports}, year = {2019}, volume = {9}, number = {1}, pages = {5663}, url = {https://doi.org/10.1038/s41598-019-41642-y}, doi = {10.1038/s41598-019-41642-y} } |
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"High-order harmonic generation in an active grating" Chappuis C, Bresteau D, Auguste T, Gobert O and Ruchon T , Physical Review A., Mar, 2019. Vol. 99, pp. 033806. American Physical Society, (2019). |
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Abstract: We study theoretically and experimentally high-order harmonic generation (HHG) using two noncollinear driving fields focused in gases. We show that these two fields form a nonstationary blazed active grating in the generation medium. The intensity and phase structure of this grating rule the far-field properties of the emission, such as the relative amplitude of the diffraction orders. Full macroscopic calculations and experiments support this wave-based picture of the process, complementing and extending its standard "photon" picture. This insight into the HHG process allows us to envision structuration schemes to convert femtosecond lasers to attosecond pulses with increased efficiency. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevA.99.033806, author = {Chappuis, C. and Bresteau, D. and Auguste, T. and Gobert, O. and Ruchon, T.}, title = {High-order harmonic generation in an active grating}, journal = {Phys. Rev. A}, publisher = {American Physical Society}, year = {2019}, volume = {99}, pages = {033806}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.99.033806}, doi = {10.1103/PhysRevA.99.033806} } |
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"Orbital angular momentum from semiconductor high-order harmonics" Gauthier D, Kaassamani S, Franz D, Nicolas R, Gomes J-T, Lavoute L, Gaponov D, Février S, Jargot G, Hanna M, Boutu W and Merdji H, Optics Letters., February, 2019. Vol. 44(3), pp. 546-549. OSA, (2019). |
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Abstract: Light beams carrying orbital angular momentum (OAM) have led to stunning applications in various fields from quantum information to microscopy. We examine OAM from the recently observed high-harmonic generation (HHG) in semiconductor crystals. HHG from solids could be a valuable approach for integrated high-flux short-wavelength coherent light sources. First, we verify the transfer and conservation of the OAM in the strong-field regime of interaction from the generation laser to the harmonics. Secondly, we create OAM beams by etching a spiral zone structure directly at the surface of a zinc oxide crystal. Such diffractive optics act on the generated harmonics and produces focused optical vortices with sub-micrometric size. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Gauthier2019, author = {Gauthier, David and Kaassamani, Shatha and Franz, Dominik and Nicolas, Rana and Gomes, Jean-Thomas and Lavoute, Laure and Gaponov, Dmitry and Février, Sébastien and Jargot, Gaëtan and Hanna, Marc and Boutu, Willem and Merdji, Hamed}, title = {Orbital angular momentum from semiconductor high-order harmonics}, journal = {Opt. Lett.}, publisher = {OSA}, year = {2019}, volume = {44}, number = {3}, pages = {546--549}, url = {http://ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-44-3-546}, doi = {10.1364/OL.44.000546} } |
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2018 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
"Spatio-spectral metrology at focus of ultrashort lasers: a phase-retrieval approach" Borot A and Quéré F, Opt. Express., October, 2018. Vol. 26(20), pp. 26444-26461. OSA, (2018). |
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Abstract: The complete characterization of an ultrashort laser beam ultimately requires the determination of its spatio-temporal electric field E(x, y, t), or its spatio-spectral counterpart Ẽ(x, y, ω). We describe a new measurement technique called INSIGHT, which determines Ẽ(x, y, ω), up to an unknown spatially-homogeneous spectral phase. Combining this information with a temporal measurement at a single point of the beam then enables the determination of the spatio-temporal field E(x, y, t). This technique is based on the combination of spatially-resolved Fourier-transform spectroscopy with an alternate-projection phase-retrieval algorithm. It can be applied to any reproducible laser source with a repetition rate higher than about 0.1 Hz, relies on a very simple device, does not require any reference beam, and circumvents the difficulty associated with the manipulation of large beam diameters by working in the vicinity of the beam focus. We demonstrate INSIGHT on a 100 TW-25 fs laser, and use the measurement results to introduce new representations for the analysis of spatio-temporal/spectral couplings of ultrashort lasers. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Borot2018, author = {Borot, Antonin and Quéré, Fabien}, title = {Spatio-spectral metrology at focus of ultrashort lasers: a phase-retrieval approach}, journal = {Opt. Express}, publisher = {OSA}, year = {2018}, volume = {26}, number = {20}, pages = {26444--26461}, url = {http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=oe-26-20-26444}, doi = {10.1364/OE.26.026444} } |
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"Evidence of depolarization and ellipticity of high harmonics driven by ultrashort bichromatic circularly polarized fields" Barreau L, Veyrinas K, Gruson V, Weber SJ, Auguste T, Hergott J-F, Lepetit F, Carré B, Houver J-C, Dowek D and Salières P , Nature Communications., November, 2018. Vol. 9(1), pp. 4727, (2018). |
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Abstract: High harmonics generated by counter-rotating laser fields at the fundamental and second harmonic frequencies have raised important interest as a table-top source of circularly polarized ultrashort extreme-ultraviolet light. However, this emission has not yet been fully characterized: in particular it was assumed to be fully polarized, leading to an uncertainty on the effective harmonic ellipticity. Here we show, through simulations, that ultrashort driving fields and ultrafast medium ionization lead to a breaking of the dynamical symmetry of the interaction, and consequently to deviations from perfectly circular and fully polarized harmonics, already at the single-atom level. We perform the complete experimental characterization of the polarization state of high harmonics generated along that scheme, giving direct access to the ellipticity absolute value and sign, as well as the degree of polarization of individual harmonic orders. This study allows defining optimal generation conditions of fully circularly polarized harmonics for advanced studies of ultrafast dichroisms. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Barreau2018, author = {Barreau, Lou and Veyrinas, Kvin and Gruson, Vincent and Weber, Sbastien J. and Auguste, Thierry and Hergott, Jean-Franois and Lepetit, Fabien and Carr, Bertrand and Houver, Jean-Christophe and Dowek, Danielle and Salires, Pascal}, title = {Evidence of depolarization and ellipticity of high harmonics driven by ultrashort bichromatic circularlypolarized fields}, journal = {Nature Communications}, year = {2018}, volume = {9}, number = {1}, pages = {4727}, url = {https://doi.org/10.1038/s41467-018-07151-8}, doi = {10.1038/s41467-018-07151-8} } |
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"High harmonic generation as an ultrafast EUV source for circular dichroism and attosecond photoionization spectroscopies" Salieres P, High-Brightness Sources and Light-driven Interactions., Salieres P, In High-Brightness Sources and Light-driven Interactions. Strasbourg, March, 2018. , pp. EW2B.1. Optical Society of America, (2018). |
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Abstract: I will review our recent studies where photoionization: i) is used to measure the complete polarization state of the high harmonic source, and ii) is studied close to autoionizing resonances with attosecond resolution. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@inproceedings{Salieres2018, author = {Salieres, Pascal}, title = {High harmonic generation as an ultrafast EUV source for circular dichroism and attosecond photoionization spectroscopies}, booktitle = {High-Brightness Sources and Light-driven Interactions}, journal = {High-Brightness Sources and Light-driven Interactions}, publisher = {Optical Society of America}, year = {2018}, pages = {EW2B.1}, url = {http://www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=EUVXRAY-2018-EW2B.1}, doi = {10.1364/EUVXRAY.2018.EW2B.1} } |
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"High photon flux XUV source driven by few cycle pulses from a bandwidth-optimized high energy Yb-doped fiber amplifier at 1.03 µm" González AI, Lavenu L, Guichard F, Zaouter Y, Georges P, Hanna M and Ruchon T, Conference on Lasers and Electro-Optics., In Conference on Lasers and Electro-Optics. San Jose, California, May, 2018. , pp. STh1N.3. Optical Society of America, (2018). |
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Abstract: We report on the advantage of high harmonic generation XUV source driven by a high repetition rate few-cycle ytterbium-doped fiber-laser. We achieve a photon energy cutoff of 140 eV with photon flux of 1012 photons/s/eV. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@inproceedings{Gonzalez2018, author = {González, Aura Inés and Lavenu, Loïc and Guichard, Florent and Zaouter, Yoann and Georges, Patrick and Hanna, Marc and Ruchon, Thierry}, title = {High photon flux XUV source driven by few cycle pulses from a bandwidth-optimized high energy Yb-doped fiber amplifier at 1.03 µm}, booktitle = {Conference on Lasers and Electro-Optics}, journal = {Conference on Lasers and Electro-Optics}, publisher = {Optical Society of America}, year = {2018}, pages = {STh1N.3}, url = {http://www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=CLEO_SI-2018-STh1N.3}, doi = {10.1364/CLEO_SI.2018.STh1N.3} } |
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"High photon flux XUV source driven by high repetition rate > 100 kHz fiber laser" González AI, Lavenu L, Guichard F, Zaouter Y, Georges P, Hanna M and Ruchon T, High-Brightness Sources and Light-driven Interactions., In High-Brightness Sources and Light-driven Interactions. Strasbourg, March, 2018. , pp. ET1B.6. Optical Society of America, (2018). |
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Abstract: We report on the advantage of Yb-lasers at high repetition rate (>100kHz) to drive a XUV source based on high harmonic generation (HHG). The XUV source is based on a tight focusing configuration with high atomic density at the gas jet target. The XUV beamline has been optimized to be driven in three modalities. (1) directly with the output of an industrial Yb-laser with 350 fs pulse duration, (2) after post-compression down to 30 fs and (3) with the Yb-laser and post-compression to few cycle. We discuss how different XUV parameters can be optimized with each laser configuration. We study the improvement of the spectral width of harmonic lines respect to the pulse duration, useful for spectroscopy experiments. We present the increase of the cutoff photon energy with short pulses. We achieved up to 150 eV with a photon flux of up to 1.412 photons/s/eV by using few cycle post-compressed pulses (14 fs). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@inproceedings{Gonzalez2018a, author = {González, Aura Inés and Lavenu, Loïc and Guichard, Florent and Zaouter, Yoann and Georges, Patrick and Hanna, Marc and Ruchon, Thierry}, title = {High photon flux XUV source driven by high repetition rate > 100 kHz fiber laser}, booktitle = {High-Brightness Sources and Light-driven Interactions}, journal = {High-Brightness Sources and Light-driven Interactions}, publisher = {Optical Society of America}, year = {2018}, pages = {ET1B.6}, url = {http://www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=EUVXRAY-2018-ET1B.6}, doi = {10.1364/EUVXRAY.2018.ET1B.6} } |
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"Time-resolved inner-shell photoelectron spectroscopy: From a bound molecule to an isolated atom" Brauße F, Goldsztejn G, Amini K, Boll R, Bari S, Bomme C, Brouard M, Burt M, de Miranda BC, Düsterer S, Erk B, Géléoc M, Geneaux R, Gentleman AS, Guillemin R, Ismail I, Johnsson P, Journel L, Kierspel T, Köckert H, Küpper J, Lablanquie P, Lahl J, Lee JWL, Mackenzie SR, Maclot S, Manschwetus B, Mereshchenko AS, Mullins T, Olshin PK, Palaudoux J, Patchkovskii S, Penent F, Piancastelli MN, Rompotis D, Ruchon T, Rudenko A, Savelyev E, Schirmel N, Techert S, Travnikova O, Trippel S, Underwood JG, Vallance C, Wiese J, Simon M, Holland DMP, Marchenko T, Rouzée A and Rolles D (2018), Phys. Rev. A., Apr, 2018. Vol. 97, pp. 043429. American Physical Society, (2018) |
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@article{PhysRevA.97.043429, author = {Brauße, Felix and Goldsztejn, Gildas and Amini, Kasra and Boll, Rebecca and Bari, Sadia and Bomme, Cédric and Brouard, Mark and Burt, Michael and de Miranda, Barbara Cunha and Düsterer, Stefan and Erk, Benjamin and Géléoc, Marie and Geneaux, Romain and Gentleman, Alexander S. and Guillemin, Renaud and Ismail, Iyas and Johnsson, Per and Journel, Lo\ic and Kierspel, Thomas and Köckert, Hansjochen and Küpper, Jochen and Lablanquie, Pascal and Lahl, Jan and Lee, Jason W. L. and Mackenzie, Stuart R. and Maclot, Sylvain and Manschwetus, Bastian and Mereshchenko, Andrey S. and Mullins, Terence and Olshin, Pavel K. and Palaudoux, Jérôme and Patchkovskii, Serguei and Penent, Francis and Piancastelli, Maria Novella and Rompotis, Dimitrios and Ruchon, Thierry and Rudenko, Artem and Savelyev, Evgeny and Schirmel, Nora and Techert, Simone and Travnikova, Oksana and Trippel, Sebastian and Underwood, Jonathan G. and Vallance, Claire and Wiese, Joss and Simon, Marc and Holland, David M. P. and Marchenko, Tatiana and Rouzée, Arnaud and Rolles, Daniel}, title = {Time-resolved inner-shell photoelectron spectroscopy: From a bound molecule to an isolated atom}, journal = {Phys. Rev. A}, publisher = {American Physical Society}, year = {2018}, volume = {97}, pages = {043429}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.97.043429}, doi = {10.1103/PhysRevA.97.043429} } |
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"Interferometric control of the ellipticity of a femtosecond extreme ultraviolet source" Gruson V, Weber SJ, Barreau L, Hergott J-F, Lepetit F, Auguste T, Carré B, Salières P and Ruchon T, Journal of the Optical Society Of America B., April, 2018. Vol. 35(4), pp. A15-A21. OSA, (2018). |
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Abstract: A method for ultrafast ellipticity modulation of femtosecond intense lasers is introduced and demonstrated. The method is based on the coherent superimposition of two linearly polarized visible/infrared (Vis-IR) laser beams with orthogonal polarizations. Tuning their delay by a quarter of the wavelength, i.e., a few hundred nanometers, achieves the same function as the rotation of a quarter-wave plate by 45°, switching the polarization from linear to circular. We demonstrate the portability of this method to high-intensity processes by upconverting a femtosecond Vis-IR laser beam to the extreme ultraviolet (EUV) spectral range through high-harmonic generation. These results open the way to lock-in detection of small absorption chiroptical signals in the EUV spectral range, including pump probe signals. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Gruson2018, author = {Gruson, V. and Weber, S. J. and Barreau, L. and Hergott, J.-F. and Lepetit, F. and Auguste, T. and Carré, B. and Salières, P. and Ruchon, T.}, title = {Interferometric control of the ellipticity of a femtosecond extreme ultraviolet source}, journal = {J. Opt. Soc. Am. B}, publisher = {OSA}, year = {2018}, volume = {35}, number = {4}, pages = {A15--A21}, url = {http://josab.osa.org/abstract.cfm?URI=josab-35-4-A15}, doi = {10.1364/JOSAB.35.000A15} } |
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"Spatio-spectral structures in high harmonic generation driven by tightly focused high repetition rate lasers" Gonzalez A-I, Jargot G, Rigaud P, Lavenu L, Guichard F, Comby A, Auguste T, Sublemontier O, Bougeard M, Zaouter Y, Georges P, Hanna M and Ruchon T, Journal of the Optical Society Of America B., April, 2018. Vol. 35(4), pp. A6-A14. OSA, 2018. |
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Abstract: We investigate the spatio-spectral properties of extreme ultraviolet (XUV) high harmonic radiation driven by high repetition rate femtosecond laser systems. In the spatio-spectral domain, ring-shaped structures at each harmonic order associated with long-trajectory electrons are found to form arrow-shaped structures at the cutoff. These structures are observed with two different laser systems: an optical parametric chirped-pulse amplifier system at a central wavelength of 1.55 μm and 125 kHz repetition rate, and a temporally compressed femtosecond ytterbium fiber amplifier at 1.03 μm wavelength and 100 kHz repetition rate. As recently pointed out, the observed structures are well explained by considering the space–time atomic dipole-induced phase for short and long electron trajectories in the generation plane. The tighter focusing geometry and longer wavelength associated with these emerging driving laser systems increase the ring-like divergence and spectral broadening for high harmonics. Cutoff energies and photon fluxes obtained in argon and neon are also reported. Overall, these results shed new light on the properties of XUV radiation driven by these recently developed high average power laser systems, paving the way to high photon-flux XUV beamlines. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{InesGonzalez2018, author = {Gonzalez, Aura-Inès and Jargot, Gaëtan and Rigaud, Philippe and Lavenu, Loïc and Guichard, Florent and Comby, Antoine and Auguste, Thierry and Sublemontier, Olivier and Bougeard, Michel and Zaouter, Yoann and Georges, Patrick and Hanna, Marc and Ruchon, Thierry}, title = {Spatio-spectral structures in high harmonic generation driven by tightly focused high repetition rate lasers}, journal = {J. Opt. Soc. Am. B}, publisher = {OSA}, year = {2018}, volume = {35}, number = {4}, pages = {A6--A14}, url = {http://josab.osa.org/abstract.cfm?URI=josab-35-4-A6}, doi = {10.1364/JOSAB.35.0000A6} } |
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"Impact of Plasmon-Induced Atoms Migration in Harmonic Generation" Shi L, Nicolas R, Andrade JRC, Boutu W, Franz D, Heidenblut T, Reinhardt C, Morgner U, Merdji H and Kovacev M , ACS Photonics., April, 2018. Vol. 5(4), pp. 1208-1214. American Chemical Society, (2018). |
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Abstract: Under illumination of a Ti:sapphire femtosecond oscillator, amplification of third harmonic generation by subwavelength plasmonic apertures is observed. However, the harmonic yield efficiency decays rapidly over time. In this work we investigate the physical phenomena behind the temporal attenuation of the harmonic signal. From high-resolution scanning electron micrographs and two-dimensional energy dispersive X-ray maps, we conclude that the attenuation of the third harmonic is attributed to trapping of a low-density carbon layer inside the plasmonic apertures. Furthermore, we show that the profile of the carbon deposit follows the enhanced electric near-field distribution, which indicates that the carbon atoms are transported to the field hotspot by the plasmonically enhanced optical tweezer effect. From the measurement of linear transmission spectra, we find that the dielectric constant inside the nanoholes is increased by the carbon deposit. However, numerical simulations demonstrate that the increase of dielectric constant does not reduce the electric near-field enhancement factor. Therefore, the decay of third harmonic radiation is primarily due to the strong reabsorption by the carbon deposit inside the gold-free aperture. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Shi2018, author = {Shi, Liping and Nicolas, Rana and Andrade, Jose R. C. and Boutu, Willem and Franz, Dominik and Heidenblut, Torsten and Reinhardt, Carsten and Morgner, Uwe and Merdji, Hamed and Kovacev, Milutin}, title = {Impact of Plasmon-Induced Atoms Migration in Harmonic Generation}, journal = {ACS Photonics}, publisher = {American Chemical Society}, year = {2018}, volume = {5}, number = {4}, pages = {1208--1214}, url = {https://doi.org/10.1021/acsphotonics.7b01560}, doi = {10.1021/acsphotonics.7b01560} } |
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"Attosecond metrology of partially coherent photoelectron wavepackets" Bourassin-Bouchet C, Barreau L, Gruson V, Quéré F, Ruchon T and Salières P (2018), High-Brightness Sources and Light-driven Interactions., In High-Brightness Sources and Light-driven Interactions. Strasbourg, March, 2018. , pp. EW3B.3. Optical Society of America. |
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Abstract: We developed a novel experimental technique named Mixed-FROG for the metrology of attosecond XUV pulses. This method provides information on both the coherent and incoherent phenomena that take place during the pulse characterization. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@inproceedings{Bourassin-Bouchet2018, author = {Bourassin-Bouchet, C. and Barreau, L. and Gruson, V. and Qur, F. and Ruchon, T. and Salires, P.}, title = {Attosecond metrology of partially coherent photoelectron wavepackets}, booktitle = {High-Brightness Sources and Light-driven Interactions}, journal = {High-Brightness Sources and Light-driven Interactions}, publisher = {Optical Society of America}, year = {2018}, pages = {EW3B.3}, url = {http://www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=EUVXRAY-2018-EW3B.3}, doi = {10.1364/EUVXRAY.2018.EW3B.3} } |
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"Time-frequency representation of autoionization dynamics in helium" Busto D, Barreau L, Isinger M, Turconi M, Alexandridi C, Harth A, Zhong S, Squibb RJ, Kroon D, Plogmaker S, Miranda M, Jiménez-Galán Á, Argenti L, Arnold CL, Feifel R, Martín F, Gisselbrecht M, L'Huillier A and Salières P, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. Vol. 51(4), pp. 044002, (2018). |
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Abstract: Autoionization, which results from the interference between direct photoionization and photoexcitation to a discrete state decaying to the continuum by configuration interaction, is a well known example of the important role of electron correlation in light-matter interaction. Information on this process can be obtained by studying the spectral, or equivalently, temporal complex amplitude of the ionized electron wave packet. Using an energy-resolved interferometric technique, we measure the spectral amplitude and phase of autoionized wave packets emitted via the sp2+ and sp3+ resonances in helium. These measurements allow us to reconstruct the corresponding temporal profiles by Fourier transform. In addition, applying various time-frequency representations, we observe the build-up of the wave packets in the continuum, monitor the instantaneous frequencies emitted at any time and disentangle the dynamics of the direct and resonant ionization channels. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Busto2018, author = {Busto, D. and Barreau, L. and Isinger, M. and Turconi, M. and Alexandridi, C. and Harth, A. and Zhong, S. and Squibb, R. J. and Kroon, D. and Plogmaker, S. and Miranda, M. and Jiménez-Galán, Á. and Argenti, L. and Arnold, C. L. and Feifel, R. and Martín, F. and Gisselbrecht, M. and L'Huillier, A. and Salières, P.}, title = {Time-frequency representation of autoionization dynamics in helium}, journal = {Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics}, year = {2018}, volume = {51}, number = {4}, pages = {044002}, url = {http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6455/aaa057/meta}, doi = {10.1088/1361-6455/aaa057} } |
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"Photoexcitation circular dichroism in chiral molecules" Beaulieu S, Comby A, Descamps D, Fabre B, Garcia GA, Géneaux R, Harvey AG, Légaré F, Mašín Z, Nahon L, Ordonez AF, Petit S, Pons B, Mairesse Y, Smirnova O and Blanchet V, Nature Physics., February, (2018). |
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Abstract: Chiral effects appear in a wide variety of natural phenomena and are of fundamental importance in science, from particle physics to metamaterials. The standard technique of chiral discrimination--photoabsorption circular dichroism--relies on the magnetic properties of a chiral medium and yields an extremely weak chiral response. Here, we propose and demonstrate an orders of magnitude more sensitive type of circular dichroism in neutral molecules: photoexcitation circular dichroism. This technique does not rely on weak magnetic effects, but takes advantage of the coherent helical motion of bound electrons excited by ultrashort circularly polarized light. It results in an ultrafast chiral response and the efficient excitation of a macroscopic chiral density in an initially isotropic ensemble of randomly oriented chiral molecules. We probe this excitation using linearly polarized laser pulses, without the aid of further chiral interactions. Our time-resolved study of vibronic chiral dynamics opens a way to the efficient initiation, control and monitoring of chiral chemical change in neutral molecules at the level of electrons. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Beaulieu2018, author = {Beaulieu, S. and Comby, A. and Descamps, D. and Fabre, B. and Garcia, G. A. and Gneaux, R. and Harvey, A. G. and Lgar, F. and Man, Z. and Nahon, L. and Ordonez, A. F. and Petit, S. and Pons, B. and Mairesse, Y. and Smirnova, O. and Blanchet, V.}, title = {Photoexcitation circular dichroism in chiral molecules}, journal = {Nature Physics}, year = {2018}, url = {https://www.nature.com/articles/s41567-017-0038-z}, doi = {10.1038/s41567-017-0038-z} } |
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"Tracking the ultrafast XUV optical properties of x-ray free-electron-laser heated matter with high-order harmonics" Williams GO, Künzel S, Daboussi S, Iwan B, Gonzalez AI, Boutu W, Hilbert V, Zastrau U, Lee HJ, Nagler B, Granados E, Galtier E, Heimann P, Barbrel B, Dovillaire G, Lee RW, Dunn J, Recoules V, Blancard C, Renaudin P, de la Varga AG, Velarde P, Audebert P, Merdji H, Zeitoun P and Fajardo M, Physical Review A., Feb, 2018. Vol. 97, pp. 023414. American Physical Society, (2018) |
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Abstract: We present measurements of photon absorption by free electrons as a solid is transformed to plasma. A femtosecond x-ray free-electron laser is used to heat a solid, which separates the electron and ion heating time scales. The changes in absorption are measured with an independent probe pulse created through high-order-harmonic generation. We find an increase in electron temperature to have a relatively small impact on absorption, contrary to several predictions, whereas ion heating increases absorption. We compare the data to current theoretical and numerical approaches and find that a smoother electronic structure yields a better fit to the data, suggestive of a temperature-dependent electronic structure in warm dense matter. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevA.97.023414, author = {Williams, Gareth O. and Künzel, S. and Daboussi, S. and Iwan, B. and Gonzalez, A. I. and Boutu, W. and Hilbert, V. and Zastrau, U. and Lee, H. J. and Nagler, B. and Granados, E. and Galtier, E. and Heimann, P. and Barbrel, B. and Dovillaire, G. and Lee, R. W. and Dunn, J. and Recoules, V. and Blancard, C. and Renaudin, P. and de la Varga, A. G. and Velarde, P. and Audebert, P. and Merdji, H. and Zeitoun, Ph. and Fajardo, M.}, title = {Tracking the ultrafast XUV optical properties of x-ray free-electron-laser heated matter with high-order harmonics}, journal = {Phys. Rev. A}, publisher = {American Physical Society}, year = {2018}, volume = {97}, pages = {023414}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.97.023414}, doi = {10.1103/PhysRevA.97.023414} } |
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"Resonant-Plasmon-Assisted Subwavelength Ablation by a Femtosecond Oscillator" Shi L, Iwan B, Ripault Q, Andrade JRC, Han S, Kim H, Boutu W, Franz D, Nicolas R, Heidenblut T, Reinhardt C, Bastiaens B, Nagy T, Babuskin I, Morgner U, Kim S-W, Steinmeyer G, Merdji H and Kovačev M, Phys. Rev. Applied., Feb, 2018. Vol. 9, pp. 024001. American Physical Society, (2018). |
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Abstract: We experimentally demonstrate the use of subwavelength optical nanoantennas to assist a direct nanoscale ablation using the ultralow fluence of a Ti:sapphire oscillator through the excitation of surface plasmon waves. The mechanism is attributed to nonthermal transient unbonding and electrostatic ablation, which is triggered by the surface plasmon-enhanced field electron emission and acceleration in vacuum. We show that the electron-driven ablation appears for both nanoscale metallic as well as dielectric materials. While the observed surface plasmon-enhanced local ablation may limit the applications of nanostructured surfaces in extreme nonlinear nanophotonics, it, nevertheless, also provides a method for nanomachining, manipulation, and modification of nanoscale materials. Collateral thermal damage to the antenna structure can be suitably avoided, and nonlinear conversion processes can be stabilized by a dielectric overcoating of the antenna. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevApplied.9.024001, author = {Shi, Liping and Iwan, Bianca and Ripault, Quentin and Andrade, José R. C. and Han, Seunghwoi and Kim, Hyunwoong and Boutu, Willem and Franz, Dominik and Nicolas, Rana and Heidenblut, Torsten and Reinhardt, Carsten and Bastiaens, Bert and Nagy, Tamas and Babuskin, Ihar and Morgner, Uwe and Kim, Seung-Woo and Steinmeyer, Günter and Merdji, Hamed and Kovačev, Milutin}, title = {Resonant-Plasmon-Assisted Subwavelength Ablation by a Femtosecond Oscillator}, journal = {Phys. Rev. Applied}, publisher = {American Physical Society}, year = {2018}, volume = {9}, pages = {024001}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.9.024001}, doi = {10.1103/PhysRevApplied.9.024001} } |
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2017 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
"Attosecond-resolved photoionization of chiral molecules" Beaulieu S, Comby A, Clergerie A, Caillat J, Descamps D, Dudovich N, Fabre B, Géneaux R, Légaré F, Petit S, Pons B, Porat G, Ruchon T, Taïeb R, Blanchet V and Mairesse Y (2017), , Science., December, 2017. Vol. 358(6368), pp. 1288, (2017). |
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Abstract: Just as the atoms in a molecule can be arranged in a left- or right-handed manner, the field in a beam of light can circulate like a left- or right-handed corkscrew. Matches or mismatches in this mutual handedness give rise to an asymmetric distribution of trajectories as electrons are ejected during photoionization. Beaulieu et al. used an interferometric approach to uncover the temporal dynamics associated with this asymmetry. They probed the mirror-image isomers of camphor with circularly polarized light, which revealed the angle-dependent delays between trajectories that spanned up to 24 attoseconds.Science, this issue p. 1288Chiral light-matter interactions have been investigated for two centuries, leading to the discovery of many chiroptical processes used for discrimination of enantiomers. Whereas most chiroptical effects result from a response of bound electrons, photoionization can produce much stronger chiral signals that manifest as asymmetries in the angular distribution of the photoelectrons along the light-propagation axis. We implemented self-referenced attosecond photoelectron interferometry to measure the temporal profile of the forward and backward electron wave packets emitted upon photoionization of camphor by circularly polarized laser pulses. We measured a delay between electrons ejected forward and backward, which depends on the ejection angle and reaches 24 attoseconds. The asymmetric temporal shape of electron wave packets emitted through an autoionizing state further reveals the chiral character of strongly correlated electronic dynamics. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Beaulieu2017, author = {Beaulieu, S. and Comby, A. and Clergerie, A. and Caillat, J. and Descamps, D. and Dudovich, N. and Fabre, B. and Gneaux, R. and Lgar, F. and Petit, S. and Pons, B. and Porat, G. and Ruchon, T. and Taeb, R. and Blanchet, V. and Mairesse, Y.}, title = {Attosecond-resolved photoionization of chiral molecules}, journal = {Science}, year = {2017}, volume = {358}, number = {6368}, pages = {1288}, url = {http://science.sciencemag.org/content/358/6368/1288.abstract} } |
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"Laser-induced blurring of molecular structure information in high harmonic spectroscopy" Risoud F, Lévêque C, Labeye M, Caillat J, Maquet A, Salières P, Taïeb R and Shaaran T, "Laser-induced blurring of molecular structure information in high harmonic spectroscopy", Scientific Reports., December, 2017. Vol. 7(1), pp. 17302, (2017) |
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Abstract: High harmonic spectroscopy gives access to molecular structure with Angström resolution. Such information is encoded in the destructive interferences occurring between the harmonic emissions from the different parts of the molecule. By solving the time-dependent Schrödinger equation, either numerically or with the molecular strong-field approximation, we show that the electron dynamics in the emission process generally results in a strong spectral smoothing of the interferences, blurring the structural information. However we identify specific generation conditions where they are unaffected. These findings have important consequences for molecular imaging and orbital tomography using high harmonic spectroscopy. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Risoud2017, author = {Risoud, François and Lévêque, Camille and Labeye, Marie and Caillat, Jérémie and Maquet, Alfred and Salières, Pascal and Taïeb, Richard and Shaaran, Tahir}, title = {Laser-induced blurring of molecular structure information in high harmonic spectroscopy}, journal = {Scientific Reports}, year = {2017}, volume = {7}, number = {1}, pages = {17302}, url = {http://www.nature.com/articles/s41598-017-17416-9}, doi = {10.1038/s41598-017-17416-9} } |
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"Coulomb-explosion imaging of concurrent CH2BrI photodissociation dynamics" Burt M, Boll R, Lee JWL, Amini K, Köckert H, Vallance C, Gentleman AS, Mackenzie SR, Bari S, Bomme C, Düsterer S, Erk B, Manschwetus B, Müller E, Rompotis D, Savelyev E, Schirmel N, Techert S, Treusch R, Küpper J, Trippel S, Wiese J, Stapelfeldt H, de Miranda BC, Guillemin R, Ismail I, Journel L, Marchenko T, Palaudoux J, Penent F, Piancastelli MN, Simon M, Travnikova O, Brausse F, Goldsztejn G, Rouzée A, Géléoc M, Geneaux R, Ruchon T, Underwood J, Holland DMP, Mereshchenko AS, Olshin PK, Johnsson P, Maclot S, Lahl J, Rudenko A, Ziaee F, Brouard M and Rolles D, Phys. Rev. A., Oct, 2017. Vol. 96, pp. 043415. American Physical Society, ( 2017) |
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Abstract: The dynamics following laser-induced molecular photodissociation of gas-phase CH2BrI at 271.6 nm were investigated by time-resolved Coulomb-explosion imaging using intense near-IR femtosecond laser pulses. The observed delay-dependent photofragment momenta reveal that CH2BrI undergoes C-I cleavage, depositing 65.6% of the available energy into internal product states, and that absorption of a second UV photon breaks the C-Br bond of CH2Br. Simulations confirm that this mechanism is consistent with previous data recorded at 248 nm, demonstrating the sensitivity of Coulomb-explosion imaging as a real-time probe of chemical dynamics. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{PhysRevA.96.043415, author = {Burt, Michael and Boll, Rebecca and Lee, Jason W. L. and Amini, Kasra and Köckert, Hansjochen and Vallance, Claire and Gentleman, Alexander S. and Mackenzie, Stuart R. and Bari, Sadia and Bomme, Cédric and Düsterer, Stefan and Erk, Benjamin and Manschwetus, Bastian and Müller, Erland and Rompotis, Dimitrios and Savelyev, Evgeny and Schirmel, Nora and Techert, Simone and Treusch, Rolf and Küpper, Jochen and Trippel, Sebastian and Wiese, Joss and Stapelfeldt, Henrik and de Miranda, Barbara Cunha and Guillemin, Renaud and Ismail, Iyas and Journel, Lo\ic and Marchenko, Tatiana and Palaudoux, Jérôme and Penent, Francis and Piancastelli, Maria Novella and Simon, Marc and Travnikova, Oksana and Brausse, Felix and Goldsztejn, Gildas and Rouzée, Arnaud and Géléoc, Marie and Geneaux, Romain and Ruchon, Thierry and Underwood, Jonathan and Holland, David M. P. and Mereshchenko, Andrey S. and Olshin, Pavel K. and Johnsson, Per and Maclot, Sylvain and Lahl, Jan and Rudenko, Artem and Ziaee, Farzaneh and Brouard, Mark and Rolles, Daniel}, title = {Coulomb-explosion imaging of concurrent CH_2BrI photodissociation dynamics}, journal = {Phys. Rev. A}, publisher = {American Physical Society}, year = {2017}, volume = {96}, pages = {043415}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.96.043415}, doi = {10.1103/PhysRevA.96.043415} } |
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"Investigating the origin of third harmonic generation from diabolo optical antennas" Shi L, Andrade JRC, Kim H, Han S, Nicolas R, Franz D, Boutu W, Heidenblut T, Segerink FB, Bastiaens B, Merdji H, Kim S-W, Morgner U and Kovačev M, Applied Physics Letters, October, 2017. Vol. 111(17), pp. 173102. American Institute of Physics, (2017). |
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Abstract: We propose to use diabolo nanoantennas for experimentally investigating the origin of the enhanced third harmonic generation by localized surface plasmon polaritons. In such a geometry, the opposing apexes of bowties are electrically connected by a thin gold nanorod, which has two important functions in discriminating the point of harmonic generation. First, the inserted gold nanorod shifts the field enhancement area to be far away from the dielectric substrate material. Next, the accumulation of free charges at the adjacent bowtie tips produces a strong electric field inside the gold nanorod. The diabolo nanoantennas allow us to examine the contribution of the bare gold susceptibility to the third harmonic conversion. Our results reveal that the bare gold does not significantly enhance the harmonic generation at high pump intensity. From this, we deduce that in regular bowtie antennas, the enhanced harmonic photons mainly arise from the substrate sapphire that is located in the feedgap of the bowtie, where the electric near-field is significantly enhanced by the localized surface plasmons. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Shi2017a, author = {Shi, Liping and Andrade, José R. C. and Kim, Hyunwoong and Han, Seunghwoi and Nicolas, Rana and Franz, Dominik and Boutu, Willem and Heidenblut, Torsten and Segerink, Frans B. and Bastiaens, Bert and Merdji, Hamed and Kim, Seung-Woo and Morgner, Uwe and Kovacev, Milutin}, title = {Investigating the origin of third harmonic generation from diabolo optical antennas}, journal = {Appl. Phys. Lett.}, publisher = {American Institute of Physics}, year = {2017}, volume = {111}, number = {17}, pages = {173102}, url = {https://doi.org/10.1063/1.5001005}, doi = {10.1063/1.5001005} } |
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"Tunable mid-infrared source of light carrying orbital angular momentum in the femtosecond regime" Camper A, Park H, Lai YH, Kageyama H, Li S, Talbert BK, Blaga CI, Agostini P, Ruchon T and DiMauro LF, Optics Letters., October, 2017. Vol. 42(19), pp. 3769-3772. OSA, (2017). |
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Abstract: We report on a tunable intense femtosecond mid-infrared (mid-IR) light source carrying orbital angular momentum (OAM). Our setup is based on an optical parametric amplification system with an 800 nm pump shaped with a spiral phase plate. We confirm the anisotropic OAM transfer from the pump to the idler through stimulated difference frequency generation by measuring the diffraction patterns of a triangular aperture illuminated by the signal, pump, and idler beams. The tunability of the setup is demonstrated by performing measurements at 3.0 and 3.6 μm idler wavelengths. This result provides a robust method of controlling OAM in strong field physics and designing secondary sources carrying OAM in the extreme ultraviolet spectral range through high-order harmonics generation. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Camper2017, author = {Camper, Antoine and Park, Hyunwook and Lai, Yu Hang and Kageyama, Hiroyuki and Li, Sha and Talbert, Bradford K. and Blaga, Cosmin I. and Agostini, Pierre and Ruchon, Thierry and DiMauro, Louis F.}, title = {Tunable mid-infrared source of light carrying orbital angular momentum in the femtosecond regime}, journal = {Opt. Lett.}, publisher = {OSA}, year = {2017}, volume = {42}, number = {19}, pages = {3769--3772}, url = {http://ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-42-19-3769} } |
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"Self-optimization of plasmonic nanoantennas in strong femtosecond fields" Shi L, Iwan B, Nicolas R, Ripault Q, Andrade JRC, Han S, Kim H, Boutu W, Franz D, Heidenblut T, Reinhardt C, Bastiaens B, Nagy T, Babushkin I, Morgner U, Kim S-W, Steinmeyer G, Merdji H and Kovacev M, Optica., September, 2017. Vol. 4(9), pp. 1038-1043. OSA, (2017). |
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Abstract: Plasmonic dimer nanoantennas can significantly boost the electric field strength in the gap region, allowing for a modification of the feed gap geometry by femtosecond laser illumination. Using resonant bowtie antennas to enhance the electric field of a low-fluence femtosecond oscillator, here we experimentally demonstrate highly localized reshaping of the antennas, resulting in a self-optimization of the antenna shape. From high-resolution scanning electron micrographs and two-dimensional energy dispersive x-ray maps, we analyze the near-field enhanced subwavelength ablation at the nanotips and the resulting deposition of ablated materials in the feed gap. The dominant ablation mechanism is attributed to the nonthermal transient unbonding of atoms and electrostatic acceleration of ions. This process is driven by surface plasmon enhanced electron emission, with subsequent acceleration in the vacuum. This ablation is impeded in the presence of an ambient gas. A maximum of sixfold enhancement of the third-harmonic yield is observed during the reshaping process. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Shi2017, author = {Shi, Liping and Iwan, Bianca and Nicolas, Rana and Ripault, Quentin and Andrade, Jose R. C. and Han, Seunghwoi and Kim, Hyunwoong and Boutu, Willem and Franz, Dominik and Heidenblut, Torsten and Reinhardt, Carsten and Bastiaens, Bert and Nagy, Tamas and Babushkin, Ihar and Morgner, Uwe and Kim, Seung-Woo and Steinmeyer, Gnter and Merdji, Hamed and Kovacev, Milutin}, title = {Self-optimization of plasmonic nanoantennas in strong femtosecond fields}, journal = {Optica}, publisher = {OSA}, year = {2017}, volume = {4}, number = {9}, pages = {1038--1043}, url = {http://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?URI=optica-4-9-1038} } |
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"Attosecond metrology: Optical waveform reconstruction" Salieres, P. , Nature Photonics., June, 2017. Vol. 11(6), pp. 333-335, (2017). |
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Abstract: The direct measurement of few-cycle optical waveforms with arbitrary polarization and weak intensity is now made possible thanks to extreme ultraviolet interferometry with isolated attosecond pulses... | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@ARTICLE{salieres2017, author = {Salieres, Pascal}, title = {Attosecond metrology: Optical waveform reconstruction}, journal = {Nat Photon}, year = {2017}, volume = {11}, pages = {333--335}, number = {6}, month = jun, abstract = {The direct measurement of few-cycle optical waveforms with arbitrary polarization and weak intensity is now made possible thanks to extreme ultraviolet interferometry with isolated attosecond pulses... }, doi = {10.1038/nphoton.2017.80}, issn = {1749-4885}, owner = {jubera}, publisher = {Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited. All Rights Reserved.}, timestamp = {2017.06.07}, url = {http://dx.doi.org/10.1038/nphoton.2017.80} } |
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"Radial index of Laguerre-Gaussian modes in high-order-harmonic generation" Geneaux, R., Chappuis, C. Auguste, T., Beaulieu, S., Gorman, T., Lepetit, F., DiMauro, L. et Ruchon, T., Phys. Rev. A Vol. 8, pp. 14971- y, (2017). |
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Abstract: High-order-harmonic generation (HHG) is a tabletop and tunable source of extreme ultraviolet (XUV) light. Its flexibility was lately evidenced by the production of Laguerre-Gaussian (LG) modes in the XUV with a known azimuthal index. Here we investigate the role of the radial index of LG modes in HHG. We show both numerically and experimentally that the mode content of the emitted XUV radiation can be tuned by controlling the weight of the different quantum trajectories involved in the process. The appearance of high-order radial modes is finally linked to the atomic dipole phase of HHG. These results extend the capabilities of shaping the spatial mode of ultrashort XUV pulses of light. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@ARTICLE{Genaux2017, author = {Géneaux, Romain and Chappuis, Céline and Auguste, Thierry and Beaulieu, Samuel and Gorman, Timothy T. and Lepetit, Fabien and DiMauro, Louis F. and Ruchon, Thierry..}, title = {Tunable orbital angular momentum in high-harmonic generation}, journal = {Phys. Rev. A}, year = {2017}, volume = {95}, pages = {051801--}, month = apr, abstract = {High-order-harmonic generation (HHG) is a tabletop and tunable source of extreme ultraviolet (XUV) light. Its flexibility was lately evidenced by the production of Laguerre-Gaussian (LG) modes in the XUV with a known azimuthal index. Here we investigate the role of the radial index of LG modes in HHG. We show both numerically and experimentally that the mode content of the emitted XUV radiation can be tuned by controlling the weight of the different quantum trajectories involved in the process. The appearance of high-order radial modes is finally linked to the atomic dipole phase of HHG. These results extend the capabilities of shaping the spatial mode of ultrashort XUV pulses of light.}, doi = {10.1103/PhysRevA.95.051801}, owner = {jubera}, publisher = {The Author(s)}, timestamp = {2017.05.05}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.95.051801} } |
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"Tunable orbital angular momentum in high-harmonic generation" Gauthier, D., Ribič, P.R., Adhikary, G., Camper, A., Chappuis, C., Cucini, R., DiMauro, L.F., Dovillaire, G., Frassetto, F., Géneaux, R., Miotti, P., Poletto, L., Ressel, B., Spezzani, C., Stupar, M., Ruchon, T. and De Ninno, G., Nature Communications Vol. 8, pp. 14971- y, (2017). |
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Abstract: Optical vortices are currently one of the most intensively studied topics in optics. These light beams, which carry orbital angular momentum (OAM), have been successfully utilized in the visible and infrared in a wide variety of applications. Moving to shorter wavelengths may open up completely new research directions in the areas of optical physics and material characterization. Here, we report on the generation of extreme-ultraviolet optical vortices with femtosecond duration carrying a controllable amount of OAM. From a basic physics viewpoint, our results help to resolve key questions such as the conservation of angular momentum in highly nonlinear light-matter interactions, and the disentanglement and independent control of the intrinsic and extrinsic components of the photon's angular momentum at short-wavelengths. The methods developed here will allow testing some of the recently proposed concepts such as OAM-induced dichroism, magnetic switching in organic molecules and violation of dipolar selection rules in atoms. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@ARTICLE{Gauthier2017, author = {Gauthier, D. and Ribič, P. Rebernik and Adhikary, G. and Camper, A. and Chappuis, C. and Cucini, R. and DiMauro, L. F. and Dovillaire, G. and Frassetto, F. and Géneaux, R. and Miotti, P. and Poletto, L. and Ressel, B. and Spezzani, C. and Stupar, M. and Ruchon, T. and De Ninno, G.}, title = {Tunable orbital angular momentum in high-harmonic generation}, journal = {Nature Communications}, year = {2017}, volume = {8}, pages = {14971--}, month = apr, abstract = {Optical vortices are currently one of the most intensively studied topics in optics. These light beams, which carry orbital angular momentum (OAM), have been successfully utilized in the visible and infrared in a wide variety of applications. Moving to shorter wavelengths may open up completely new research directions in the areas of optical physics and material characterization. Here, we report on the generation of extreme-ultraviolet optical vortices with femtosecond duration carrying a controllable amount of OAM. From a basic physics viewpoint, our results help to resolve key questions such as the conservation of angular momentum in highly nonlinear light-matter interactions, and the disentanglement and independent control of the intrinsic and extrinsic components of the photon's angular momentum at short-wavelengths. The methods developed here will allow testing some of the recently proposed concepts such as OAM-induced dichroism, magnetic switching in organic molecules and violation of dipolar selection rules in atoms.}, doi = {10.1038/ncomms14971}, owner = {jubera}, publisher = {The Author(s)}, timestamp = {2017.04.06}, url = {http://dx.doi.org/10.1038/ncomms14971} } |
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"Phase-resolved two-dimensional spectroscopy of electronic wave packets by laser-induced XUV free induction decay" Beaulieu, S., Bloch, E., Barreau, L., Comby, A., Descamps, D., Géneaux, R., Légaré, F., Petit, S. and Mairesse, Y., Phys. Rev. A, Vol. 95, pp. 041401, (2017). |
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Abstract:
We present a time- and phase-resolved, background-free scheme to study the extreme ultraviolet dipole emission of a bound electronic wave packet, without the use of any extreme ultraviolet exciting pulse. Using multiphoton transitions, we populate a superposition of quantum states which coherently emit extreme ultraviolet radiation through free induction decay. This emission is probed and controlled, both in amplitude and phase, by a time-delayed infrared femtosecond pulse. We directly measure the laser-induced dephasing of the emission by using a simple heterodyne detection scheme based on two-source interferometry. This technique provides rich information about the interplay between the laser field and the Coulombic potential on the excited electron dynamics. Its background-free nature enables us to use a large range of gas pressures and to reveal the influence of collisions in the relaxation process. |
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@ARTICLE{PhysRevA.95.041401, author = {Beaulieu, S. and Bloch, E. and Barreau, L. and Comby, A. and Descamps, D. and Géneaux, R. and Légaré, F. and Petit, S. and Mairesse, Y.}, title = {Phase-resolved two-dimensional spectroscopy of electronic wave packets by laser-induced XUV free induction decay}, journal = {Phys. Rev. A}, year = {2017}, volume = {95}, pages = {041401}, month = {Apr}, abstract = {We present a time- and phase-resolved, background-free scheme to study the extreme ultraviolet dipole emission of a bound electronic wave packet, without the use of any extreme ultraviolet exciting pulse. Using multiphoton transitions, we populate a superposition of quantum states which coherently emit extreme ultraviolet radiation through free induction decay. This emission is probed and controlled, both in amplitude and phase, by a time-delayed infrared femtosecond pulse. We directly measure the laser-induced dephasing of the emission by using a simple heterodyne detection scheme based on two-source interferometry. This technique provides rich information about the interplay between the laser field and the Coulombic potential on the excited electron dynamics. Its background-free nature enables us to use a large range of gas pressures and to reveal the influence of collisions in the relaxation process.}, doi = {10.1103/PhysRevA.95.041401}, issue = {4}, numpages = {5}, owner = {jubera}, publisher = {American Physical Society}, timestamp = {2017.04.04}, url = {https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.95.041401} } |
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"Precise Access to the Molecular-Frame Complex Recombination Dipole through High-Harmonic Spectroscopy" Schoun S, Camper A, Salières P, Lucchese R, Agostini P and DiMauro L, Phys. Rev. Lett., January, 2017. Vol. 118(3), pp. 033201-. American Physical Society, (2017). |
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Abstract: We report on spectral intensity and group delay measurements of the highest-occupied molecular-orbital (HOMO) recombination dipole moment of N2 in the molecular-frame using high harmonic spectroscopy. We take advantage of the long-wavelength 1.3 μm driving laser to isolate the HOMO in the near threshold region, 19-67 eV. The precision of our group delay measurements reveals previously unseen angle-resolved spectral features associated with autoionizing resonances, and allows quantitative comparison with cutting-edge correlated 8-channel photoionization dipole moment calculations. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Schoun2017, author = {Schoun, S.B. and Camper, A. and Saličres, P. and Lucchese, R.R. and Agostini, P. and DiMauro, L.F.}, title = {Precise Access to the Molecular-Frame Complex Recombination Dipole through High-Harmonic Spectroscopy}, journal = {Phys. Rev. Lett.}, publisher = {American Physical Society}, year = {2017}, volume = {118}, number = {3}, pages = {033201--}, url = {http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.118.033201}, doi = {10.1103/PhysRevLett.118.033201} } |
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"Dynamic wavefront rotation in the attosecond lighthouse" Balogh E, Zhang C, Ruchon T, Hergott J-F, Quere F, Corkum P, Nam CH and Kim KT , Optica., In Optica. Vol. 4(1), pp. 48-53. OSA, (2017). |
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Abstract: Attosecond pulses propagating in different directions, generated in a rotating wavefront of a driving laser field, can provide a source of multiple isolated attosecond pulses. Clear spatial separation of the attosecond pulses is attained if the divergence of the individual attosecond pulse is smaller than their angular separation, which is limited by the bandwidth of the driving laser pulse. Here we demonstrate both experimentally and numerically that an additional wavefront rotation is imposed during the propagation of the driving laser pulse in a highly ionizing medium. This dynamic wavefront rotation enables the generation of the isolated attosecond pulse even in the case when the conditions derived from a linear diffraction theory do not permit the angular separation. The described nonlinear phenomenon has its roots in the half-cycle ionization events, and may open up new ways to study strong field processes in highly ionizing media. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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@article{Balogh2017, author = {Balogh, Emeric and Zhang, Chunmei and Ruchon, Thierry and Hergott, Jean-Francois and Quere, Fabien and Corkum, Paul and Nam, Chang Hee and Kim, Kyung Taec}, title = {Dynamic wavefront rotation in the attosecond lighthouse}, booktitle = {Optica}, journal = {Optica}, publisher = {OSA}, year = {2017}, volume = {4}, number = {1}, pages = {48--53}, url = {http://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?URI=optica-4-1-48}, doi = {10.1364/OPTICA.4.000048} } |
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2016 2015 Starting from mirror surface metrology characterization, it is difficult to predict the focal spot shape applying only methods based on geometrical optics such as the ray tracing. Within the geometrical optics approach one cannot take into account the diffraction effect from the optics edges, i.e. the aperture diffraction, and the impact of different surface spatial wavelengths to the spot size degradation. Both these effects are strongly dependent on the photon beam energy and mirror incident angles. We employed a method based on physical optics, which applies the Huygens?Fresnel principle to reflection (on which the WISE code is based). In this work we report the results of the first measurements of the focal spot in the DiProI beamline end-station and compare them to the predictions computed with Shadow code and WISE code, starting from the mirror surface profile characterization. [BibTeX] [BibTeX] [BibTeX] [BibTeX] |