高次谐波产生是否守恒角动量？
光学
2013-10-07 v1
摘要
高次谐波产生 (HHG) 是一个独特且有用的过程，其中红外或可见辐射被频率上转换至极紫外和 X 射线光谱区域。作为一个参量过程，高次谐波产生应当守恒辐射能量、动量和角动量。事实上，能量和动量守恒已得到证实。光束的角动量可分为两个分量：轨道角动量和自旋角动量（偏振）。轨道角动量被假定是守恒的，最近观察到的偏差归因于传播效应。另一方面，自旋角动量守恒迄今为止尚未在实验上或理论上得到研究。在此，我们通过对双色椭圆偏振泵浦光束与各向同性介质相互作用实验产生高次谐波，首次研究了自旋角动量在极端非线性光学中的作用。虽然观察到选择定则在定性上对应于自旋守恒，但我们明确发现将泵浦光子转换为单个高能光子的过程并不守恒角动量，即该过程不是自包含的。在一个机制中，我们通过数值计算发现，如果谐波光子成对发射，可以解释这一主要的根本性差异。然而在另一个机制中，电离电子携带了缺失的角动量。此处展示的结果除了探索 HHG 的基础外，对于各种应用也至关重要，因为我们的系统展现了对谐波偏振的完全控制，从圆偏振到椭圆偏振再到线偏振，且不损害过程的效率。这项工作为 HHG 的广泛应用铺平了道路，从超快圆二色性到仄秒时钟乃至阿秒量子光学。
引用
@article{arxiv.1310.1206,
title = {Does high harmonic generation conserve angular momentum?},
author = {Avner Fleischer and Ofer Kfir and Tzvi Diskin and Pavel Sidorenko and Oren Cohen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.1206},
year = {2013}
}