Multiphoton processes induced by intense XUV attosecond pulse trains

Κατά τη διάρκεια αυτής της διατριβής αναπτύχθηκε μια ισχυρή πηγή φωτονίων στη φασματική περιοχή του ακραίου υπεριώδους κενού (XUV) και συγκεκριμένα μεταξύ των ενεργειών 15- 25 ηλεκτρονιοβόλτ (eV), χρησιμοποιώντας τη γέννηση αρμονικών υψηλής τάξης μέσω της αλληλεπίδρασης ευγενών αερίων με στενούς παλμούς λέιζερ εστιασμένους σε μεγάλη εστιακή απόσταση. Η ένταση της παραγόμενης ακτινοβολίας επιτρέπει την παρατήρηση πολλαπλού ιονισμού ευγενών αερίων μέσω πολλαπλών XUV φωτονίων ακολουθώντας είτε διαδοχικά είτε άμεσα κανάλια ιονισμού. Επιπλέον, αναπτύχθηκε μια γραμμή καθυστέρησης της τάξης των αττοδευτερολέπτων, που βασίζεται σε μια συσκευή διαχωρισμού των κυματομετώπων, ικανή να εκτελεί πειράματα άντλησης ανίχνευσης στην περιοχή του ακραίου υπεριώδους κενού (XUV pump -XUV probe). Η εν λόγω πειραματική διάταξη δοκιμάστηκε μέσω της αυτοσυσχέτισης της έντασης, μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τον χρονικό χαρακτηρισμό των παλμών αττοδευτερολέπτων. Τέλος, παρουσιάζονται οι προοπτικές μελέτης αλληλεπίδρασης ισχυρών πεδίων με την ύλη στην περιοχή του XUV χρησιμοποιώντας την παραπάνω πηγή.

Excitation-power responsive upconversion logic operations based on the multiphoton process of a praseodymium ion

Controlling the spectral regulation properties of Pr3+ ion doped material can realize by the excitation power due to the unique multiphoton processes, which could be utilized to design elementary logic operations and integrative logic operations.

Resolving Multiphoton Processes with High-Order Anisotropy Ultrafast X-ray Scattering

We present first results on ultrafast X-ray scattering of strongly driven molecular Iodine and analysis of high-order anisotropic components of the scattering signal, up to four-photon absorption. We discuss the...

Annular Beam Shaping in Multiphoton Microscopy to Reduce Out-of-Focus Background

Despite the inherent spatial confinement of multiphoton processes that arises from focusing through an objective, the maximum imaging depth in conventional multiphoton microscopy is ultimately limited by noise from out-of-focus fluorescence. This is particularly evident when imaging beyond shallow depths in highly scattering tissue as increased laser powers are necessary. The out-of-focus signal originates from multiphoton processes taking place primarily at shallow depths and deteriorates contrast and limits imaging depth. In this paper, annular laser beams are explored as a concept to reduce this background signal in multiphoton microscopy. The approach is theoretically verified by data from simulations and proof of principle is demonstrated on a custom-built experimental multiphoton microscopy platform. Annular laser beams were created by adopting wavefront control using a spatial light modulator and implemented for imaging tissue phantoms simulating turbid media and human skin ex vivo. The signal-to-background ratios were calculated and compared to images acquired with a traditional, filled-aperture Gaussian beam. Experiments in tissue phantom show an improvement in signal-to-background ratio of about 30% when using annular beam illumination in comparison to Gaussian illumination at specific depths. When laser power is not the limiting factor, this approach is expected to provide even greater benefits.