DOI: https://doi.org/10.1038/s41566-025-01673-6
تاريخ النشر: 2025-05-13
المؤلف: Samuel Lemieux وآخرون
الموضوع الرئيسي: تفاعلات الليزر مع المادة وتطبيقاتها
نظرة عامة
يوفر هذا القسم إرشادات للقراء الذين يسعون للتواصل مع مؤلفي ورقة بحثية. يقترح أن الصفحة الأولى من المجلة التي نُشر فيها المقال تحتوي عادةً على معلومات الاتصال بالمؤلفين. في الحالات التي لا تتوفر فيها هذه المعلومات بسهولة، يُشجع القراء على التواصل عبر عنوان البريد الإلكتروني المقدم، PublicationsArchive-ArchivesPublications@nrc-cnrc.gc.ca، للحصول على المساعدة. يسهل ذلك التواصل المباشر بين القراء والمؤلفين، مما يعزز التفاعل ونشر المعرفة.
الطرق
تشمل الطرق التجريبية المستخدمة في هذه الدراسة إعدادًا متقدمًا يستخدم نظام ليزر Ti:Sapphire المعزز بالفيمتوثانية لتوليد التوافقيات عالية الرتبة والأطياف الجانبية غير بواسونية. ينتج الليزر نبضات مدتها 50 فيمتوثانية بمعدل تكرار يبلغ 1 كيلو هرتز، مع توجيه جزء من الطاقة إلى مكبر بصري (OPA) مزروع بتألق فائق لإنشاء شعاعين إشارة وموصل عند 1.29 ميكرومتر و2.1 ميكرومتر، على التوالي. يتم إعادة دمج هذه الأشعة على بلورة AGS من النوع الثاني لتوليد ترددات مختلفة، مما ينتج شعاعًا في منتصف الأشعة تحت الحمراء عند 3.35 ميكرومتر، والذي يتم تركيزه بعد ذلك على بلورة ZnO أحادية لتوليد التوافقيات العالية. يُقدّر شدة نبضة الأشعة تحت الحمراء المتوسطة بحوالي 0.3 تيراواط/سم².
بالإضافة إلى ذلك، يتم توليد مصدر ثنائي الفوتون (BSV) باستخدام بلورتين BBO، مع تصفية طيف BSV إلى عرض نطاق مركزي حول 1.6 ميكرومتر. يتم تداخل أشعة BSV والأشعة تحت الحمراء المتوسطة مكانيًا عند بلورة ZnO، ويتم تحليل طيف التوافقيات العالية الناتج باستخدام مطياف UV-VIS تجاري. يتم وصف الخصائص الإحصائية للأطياف الجانبية الناتجة، مما يكشف عن انحراف عن إحصائيات بواسون، مما يدل على سلوك الضوء غير الكلاسيكي. تستكشف الدراسة أيضًا تعديل العدد المتوسط لفوتونات الأطياف الجانبية والرباعيات لحقل الأطياف الجانبية، مما يظهر الإمكانية للتحكم في الضغط والحالات الفائقة الحرارية من خلال التلاعب في الطور.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41566-025-01673-6
Publication Date: 2025-05-13
Author(s): Samuel Lemieux et al.
Primary Topic: Laser-Matter Interactions and Applications
Overview
The section provides guidance for readers seeking to contact the authors of a research paper. It suggests that the first page of the journal in which the article is published typically contains the authors’ contact information. In cases where this information is not readily available, readers are encouraged to reach out to the provided email address, PublicationsArchive-ArchivesPublications@nrc-cnrc.gc.ca, for assistance. This facilitates direct communication between readers and authors, enhancing engagement and the dissemination of knowledge.
Methods
The experimental methods employed in this study involve a sophisticated setup utilizing a femtosecond amplified Ti:Sapphire laser system to generate high-order harmonics and non-Poissonian sidebands. The laser produces 50 fs pulses at a repetition rate of 1 kHz, with a portion of the energy directed to a super-fluorescence seeded Optical Parametric Amplifier (OPA) to create signal and idler beams at 1.29 μm and 2.1 μm, respectively. These beams are recombined on a Type II AGS crystal for difference frequency generation, yielding a mid-infrared beam at 3.35 μm, which is then focused onto a ZnO single crystal to generate high harmonics. The intensity of the mid-infrared pulse is estimated to be approximately 0.3 TW/cm².
Additionally, a biphoton source (BSV) is generated using two BBO crystals, with the BSV spectrum filtered to a bandwidth centered around 1.6 μm. The BSV and mid-infrared beams are spatially overlapped at the ZnO crystal, and the resulting high-harmonic spectrum is analyzed using a commercial UV-VIS spectrometer. The statistical properties of the generated sidebands are characterized, revealing a deviation from Poisson statistics, indicative of non-classical light behavior. The study also explores the modulation of the average number of sideband photons and the quadratures of the sideband field, demonstrating the potential for controlling squeezing and super-thermal states through phase manipulation.