MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)Stanfordvk759rk7887
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530.41
■1001  ▼aWerby,  Nicholas.
■24510▼aProbing  Electron  Holograms  with  Strong  Fields
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a131  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Bucksbaum,  Philip.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2024.
■520    ▼aThe  ultrafast  dynamics  of  strong-field  tunnel  ionization  are  recorded  within  intricate  interference  patterns  in  photoelectron  momentum  distributions.  We  categorize  these  dynamics  with  quantum  electron  trajectories  which  outline  the  possible  paths  an  electron  may  take  on  its  way  to  the  detector.  The  pair-wise  interference  of  these  trajectories  give  rise  to  the  holograms  observable  in  strong-field  spectra.  These  trajectories  are  determined  by  only  three  parameters:  their  ionization  phases  in  the  ionizing  field,  their  initial  transverse  momenta,  and  the  shape  of  the  laser  field  they  subsequently  propagate  within.  The  laser  field  tends  to  be  a  measurable  quantity  and  the  initial  transverse  momentum  can  often  be  inferred  from  the  electron's  position  on  the  detector;  however,  experimentally  measuring  ionization  phases  is  much  more  difficult.  Existing  techniques  to  measure  these  ionization  phases  are  commonly  stymied  in  the  presence  of  multiple  contributing  trajectories,  each  with  their  own  ionization  phase,  which  reduces  their  viability  when  probing  electron  holograms.  To  more  effectively  study  electron  holograms  in  strong-field  spectra,  I  developed  two  powerful  techniques  which  help  unlock  the  ionization  phase  of  electron  trajectories  as  an  experimental  observable.  I  methodically  apply  these  techniques  to  strong-field  ionized  photoelectron  momentum  distributions  of  atomic  argon  to  assess  their  effectiveness  through  comparisons  with  quantitative  calculations  of  strong-field  trajectory  interference.The  first  technique,  the  time-correlation  filter,  employs  a  differential  Fourier  analysis  to  reveal,  isolate,  or  selectively  remove  individual  holograms  based  on  the  ionization  time  separation  of  the  pair  of  trajectories  forming  them.  This  has  broad  implications  for  experimentally  measuring  trajectories  forming  holographic  structure.  As  one  example,  by  removing  unwanted  intercycle  interference  structures  I  reveal  a  new  hologram  modulating  the  prominent  spider-leg  hologram.  Furthermore,  by  isolating  this  new  hologram  in  a  defined  window  of  time  separations,  I  trace  its  origin  to  a  specific  class  of  electron  trajectory  which  weakly  interacts  with  the  residual  parent  ion  interfering  with  trajectories  ionized  half  a  laser  cycle  earlier.  In  order  to  test  the  validity  of  the  technique,  I  make  multiple  comparisons  of  time-correlation  filtered  experimental  data  to  calculations  of  specific  pairs  of  interfering  trajectories  and  show  excellent  agreement.  Because  the  time-correlation  filter  is  an  analysis  technique  and  does  not  require  any  experimental  modification,  it  can  be  applied  to  all  energy-  and  angularly-resolved  datasets  to  measure  pairwise  interference  in  a  broad  range  of  strong-field  ionization  spectra.  Additionally,  the  results  of  the  time-correlation  filter  are  independent  of  theory,  and  so  can  be  used  to  directly  measure  time  separations  from  an  experiment,  without  relying  on  comparisons  to  supporting  calculations  from  trajectory-based  models  of  strong-field  dynamics.The  second  technique,  three-color  ionization  phase  extraction,  involves  adding  a  small,  phase-controlled,  second  and  third  harmonic  perturbation  to  the  ionizing  laser  field  to  directly  measure  the  ionization  phases  of  multiple  trajectories  arriving  at  each  momentum  bin  on  the  detector.  To  examine  the  benefits  of  a  three-laser-color  system,  I  present  the  predecessor  technique  of  two-color  phase-of-the-phase  analysis  on  a  high-resolution  experimental  dataset.  I  reveal  how  it  effectively  measures  the  ionization  phase  of  trajectories  arriving  at  regions  of  the  detector  where  they  are  the  heavily  dominant  or  only  trajectory,  yet  fails  to  extract  even  a  single  relevant  phase  in  regions  with  more  than  one  trajectory  of  comparable  amplitude.  With  three  laser  colors,  I  outline  how  to  extract  the  ionization  phases  of  the  two  highest  amplitude  electron  trajectories  and  compare  to  calculation  to  show  quantitative  agreement  to  within  5  degrees  of  phase,  which  corresponds  to  37  attoseconds  for  an  800nm  laser.  The  success  of  this  technique  is  a  persuasive  argument  in  favor  of  employing  three-color  laser  probes  in  future  studies  of  strong-field  dynamics.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aAnisotropy
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■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-03B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17162982▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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