Generatsiya garmonik vysokogo poryadka vblizi nizkochastotnogo kraya plato pri nelineynom rasprostranenii femtosekundnogo lazernogo izlucheniya blizhnego ik diapazona s dlinoy volny 1.24 mkm v plotnoy strue argona

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Реализована генерация гармоник высокого порядка (15-25) в вакуумной ультрафиолетовой области спектра (83-50 нм) при воздействии сфокусированного ( NA = 0 . 033) фемтосекундного лазерного излучения ближнего ИК диапазона ( λ = 1 . 24 мкм) на плотную газовую струю при вакуумной интенсивности ∼7 . 5 · 1014 Вт/см2. Экспериментально показано, что использование такой фокусировки с высокой числовой апертурой требует использования высоких (до 10 бар) давлений для оптимизации фазового согласования. При этом использование плотной газовой струи приводит к заметному проявлению нелинейных эффектов распространения генерирующего излучения, влияющих на процесс генерации путем изменения условий фазового согласования. Кроме того, показано, что пре-чирпирование генерирующего импульса позволяет скомпенсировть чирп, возникающий вследствие фазовой самомодуляции, и увеличить эффективность генерации гармоник вследствие нелинейной компрессии генерирующего импульса. Данный подход позволил сгенерировать излучение 17-й гармоники (73 нм) с энергией в импульсе на уровне 2 пДж и соответствующей эффективностью генерации 5 . 4 · 10-9, что, согласно проведенным оценкам, позволяет использовать такое излучение для одноимпульсной безмасочной фотолитографии вэкстремальном ультрафиолетовом диапазоне.

About the authors

B. V. Rumyantsev

МГУ имени М. В. Ломоносова

Email: rumjancev.bv15@physics.msu.ru

A. V. Pushkin

МГУ имени М. В. Ломоносова

F. V. Potemkin

МГУ имени М. В. Ломоносова

References

  1. E. Appi, C.C. Papadopoulou, J. L. Mapa et al. (Collaboration), Sci. Rep. 10(1), 6867 (2020).
  2. J. Pupeikis, P.-A. Chevreuil, N. Bigler, L. Gallmann, C.R. Phillips, and U. Keller, Optica 7(2), 168 (2020).
  3. M.Y. Ryabikin, M.Y. Emelin, and V.V. Strelkov, Uspekhi Fizicheskikh Nauk 193(4), 382 (2023).
  4. A. Andreev, S.Y. Stremoukhov, and O. Shoutova, Laser Phys. 30(10), 105402 (2020).
  5. B. Mahieu, S. Stremoukhov, D. Gauthier, C. Spezzani, C. Alves, B. Vodungbo, P. Zeitoun, V. Malka, G. De Ninno, and G. Lambert, Phys. Rev. A 97(4), 043857 (2018).
  6. Б. В. Румянцев, А.В. Пушкин, Д. З. Сулейманова, Н.А. Жидовцев, Ф.В. Потемкин, 117(8), 571 (2023).
  7. J. Zhang, X.-F. Pan, C.-L. Xia, H. Du, T.-T. Xu, and J. Guo, Laser Phys. Lett. 13(7), 075302 (2016).
  8. I. Babushkin, A. Demircan, U. Morgner, and A. Savel'ev, Phys. Rev. A 106(1), 013115 (2022).
  9. S. Li, Y. Tang, L. Ortmann, B.K. Talbert, C. I. Blaga, Y.H. Lai, Z.Wang, Y. Cheng, F. Yang, A. S. Landsman, P. Agostini, L. F. DiMauro, Nat. Commun. 14(1), 2603 (2023).
  10. C. Heyl, C. Arnold, A. Couairon, and A. L'Huillier, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 50(1), 013001 (2016).
  11. M. Gaponenko, F. Labaye, V. J. Wittwer, C. Paradis, N. Modsching, L. Merceron, A. Diebold, F. Emaury, I. J. Graumann, C.R. Phillips, C. J. Saraceno, C. Kr¨ankel, U. Keller, and T. S¨udmeyer, Nonlinear Optics. Optica Publishing Group.Waikoloa, Hawaii (2017), NTh3A-1.
  12. V.V. Strelkov, V.T. Platonenko, A.F. Sterzhantov, and M.Y. Ryabikin, Phys.-Uspekhi 59(5), 425 (2016).
  13. T. Popmintchev, M.-C. Chen, D. Popmintchev et al. (Collaboration), Science 336(6086), 1287 (2012).
  14. E. Migal, A. Pushkin, B. Bravy, V. Gordienko, N. Minaev, A. Sirotkin, and F. Potemkin, Opt. Lett. 44(10), 2550 (2019).
  15. Б. В. Румянцев, К.Е. Михеев, А.В. Пушкин, Е.А. Мигаль, С.Ю. Стремоухов, Ф.В. Потемкин, Письма в ЖЭТФ 115(7), 431 (2022).
  16. Б.В. Румянцев, А.В. Пушкин, К.Е. Михеев, Ф.В. Потемкин, Письма в ЖЭТФ 116(10), 659 (2022).
  17. E. Migal, S.Y. Stremoukhov, and F. Potemkin, Phys. Rev. A 101(2), 021401 (2020).
  18. E. Migal, F. Potemkin, and V. Gordienko, Laser Phys. Lett. 16(4), 045401 (2019).
  19. C. Jin, A.-T. Le, and C. Lin, Phys. Rev. A 83(2), 023411 (2011).
  20. P.-C. Li and S.-I. Chu, Phys. Rev. A 88(5), 053415 (2013).
  21. V. Cardin, B. Schmidt, N. Thir'e, S. Beaulieu, V. Wanie, M. Negro, C. Vozzi, V. Tosa, and F. L'egar'e, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 51(17), 174004 (2018).
  22. B. Major, M. Kretschmar, O. Ghafur, A. Hoffmann, K. Kovacs, K. Varj'u, B. Senfftleben, J. T¨ummler, I.Will, T. Nagy, D. Rupp, M. J. J. Vrakking, V. Tosa, and B. Sch¨utte, Journal of Physics: Photonics 2(3), 034002 (2020).
  23. R.W. Boyd, Nonlinear optics, Academic press, N.Y. (2020).
  24. R. Weissenbilder, S. Carlstr¨om, L. Rego, C. Guo, C. Heyl, P. Smorenburg, E. Constant, C. Arnold, and A. L'huillier, Nat. Rev. Phys. 4(11), 713 (2022).
  25. В.П. Кандидов, С.А. Шленов, О. Г. Косарева, Квантовая электроника 39(3), 205 (2009).
  26. A. Braun, G. Korn, X. Liu, D. Du, J. Squier, and G. Mourou, Opt. Lett. 20(1), 73 (1995).
  27. J. Rothhardt, M. Krebs, S. H¨adrich, S. Demmler, J. Limpert, and A. T¨unnermann, New J. Phys. 16(3), 033022 (2014).
  28. R.R. Alfano, Sci. Am. 295(6), 86 (2006).
  29. H. J. Levinson, Jpn. J. Appl. Phys. 61.SD, SD0803 (2022).
  30. C. Wagner, N. Harned, P. Kuerz, M. Lowisch, H. Meiling, D. Ockwell, R. Peeters, K. van Ingen-Schenau, E. van Setten, J. Stoeldraijer, and B. Thuering, Extreme Ultraviolet (EUV) Lithography 7636, 512 (2010).
  31. M. van de Kerkhof, T. van Empel, M. Lercel, C. Smeets, F. van de Wetering, A. Nikipelov, C. Cloin, A. Yakunin, and V. Banine, Extreme Ultraviolet (EUV) Lithography X 10957, 191 (2019).

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies