論文の概要: High harmonic generation driven by quantum light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.03188v1
- Date: Sun, 6 Nov 2022 17:44:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-20 04:20:41.941921
- Title: High harmonic generation driven by quantum light
- Title（参考訳）: 量子光による高調波発生
- Authors: Alexey Gorlach, Matan Even Tzur, Michael Birk, Michael Kr\"uger,
Nicholas Rivera, Oren Cohen and Ido Kaminer
- Abstract要約: ハイ・ハーモニック・ジェネレーション(英: High harmonic generation、HHG)は、光駆動物質の強いパルスが駆動周波数の高ハーモニックを放出する極端な非線形過程である。
本研究では, プレートやカットオフなどのHGのスペクトル特性が, 駆動光の光子統計に敏感であることを示す。
我々は、励起光によって駆動される極端非線形光学の理論を発展させ、より一般的には光の任意の量子状態によって駆動される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High harmonic generation (HHG) is an extreme nonlinear process where intense
pulses of light drive matter to emit high harmonics of the driving frequency,
reaching the extreme ultraviolet (XUV) and x-ray spectral ranges. So far, the
HHG process was always generated by intense laser pulses that are well
described as a classical electromagnetic field. Advances in the generation of
intense squeezed light motivate us to revisit the fundamentals of HHG and ask
how the photon statistics of light may alter this process, and more generally
alter the field of extreme nonlinear optics. The role of photon statistics in
non-perturbative interactions of intense light with matter has remained
unexplored in both experiments and theory. Here we show that the defining
spectral characteristics of HHG, such as the plateau and cutoff, are sensitive
to the photon statistics of the driving light. While coherent (classical) and
Fock light states induce the established HHG cutoff law, thermal and squeezed
states substantially surpass it, extending the cutoff compared to classical
light of the same intensity. Hence, shaping the photon statistics of light
enables producing far higher harmonics in HHG. We develop the theory of extreme
nonlinear optics driven by squeezed light, and more generally by arbitrary
quantum states of light. Our work introduces quantum optical concepts to
strong-field physics as new degrees of freedom in the creation and control of
HHG, and finally shows that experiments in this field are feasible. Looking
forward, HHG driven by quantum light creates quantum states of XUV and X-rays,
enabling applications of quantum optics in new spectral regimes.
- Abstract（参考訳）: 高高調波発生 (high harmonic generation, hhg) は、光駆動物質の激しいパルスが駆動周波数の高調波を発し、極端紫外線(xuv)とx線スペクトル範囲に達する極端非線形過程である。
これまでのところ、HHGプロセスは常に、古典的な電磁場としてよく説明される強いレーザーパルスによって生成される。
強烈な励起光の発生の進展は、HHGの基礎を再考し、光の光子統計がこの過程をどのように変え、より一般的には極度の非線形光学の分野を変化させるかを問う動機となる。
強い光と物質との非摂動相互作用における光子統計の役割は、実験と理論の両方において未解明のままである。
ここでは、高原やカットオフといったhhgの定義的なスペクトル特性が、駆動光の光子統計に敏感であることを示す。
コヒーレント(古典的)およびフォック光状態は確立されたHHG遮断法則を誘導するが、熱的および圧縮された状態は同じ強度の古典的な光と比較してカットオフをかなり上回る。
したがって、光の光子統計を形作ることで、hhgにおいてより高調波を生成することができる。
我々は、より一般に任意の量子状態の光によって駆動される極端非線形光学の理論を発展させる。
我々の研究は、HHGの生成と制御における新しい自由度として、強磁場物理学に量子光学の概念を導入し、最終的にこの分野の実験が実現可能であることを示す。
今後、量子光によって駆動されるHHGは、XUVとX線の量子状態を生成し、新しいスペクトル状態における量子光学の応用を可能にする。
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