光学修饰的类氢 C5+ 等离子体 X 射线激光器在“水窗”波段产生阿秒脉冲
光学
2021-01-04 v1
摘要
本文提出了在“水窗”波段 3.4 nm 波长处，通过光学调制类氢 C5+ 等离子体 X 射线激光器的激活介质形成阿秒脉冲的解析理论，其中考虑了上激光能级辐射衰变引起的粒子数反转变化。我们推导了具有时变粒子数反转且同时受强光学激光场辐照的 X 射线激光器所放大 X 射线场的解析解，并由此寻找由窄带种子 X 射线场形成阿秒脉冲的最优条件。我们表明，可以以降低脉冲峰值强度为代价来改善脉冲形状：(i) 通过对放大 X 射线场的共振光谱分量进行外部衰减，或 (ii) 利用共振吸收介质（粒子数反转变号后的 X 射线激光器激活介质）进行脉冲形成。解析理论的结果与考虑了激活介质非线性和放大自发辐射的 Maxwell-Bloch 方程的数值解吻合良好。通过解析与数值方法，我们均展示了在“水窗”波段 3.4 nm 载波波长处产生持续时间低于 200 as、峰值强度超过 10^12 W/cm^2 的阿秒脉冲串的可能性，这使其对生物和医学应用具有吸引力。
引用
@article{arxiv.2010.08147,
title = {Attosecond pulse formation in the "water window" range by optically dressed hydrogen-like plasma-based C5+ X-ray laser},
author = {V. A. Antonov and I. R. Khairulin and Olga Kocharovskaya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.08147},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 9 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1912.12458