High-resolution Interferometric Diagnostics for Ultrashort Pulses
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6 <strong>High</strong>-harmonic generation 1256.1 Development and applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1266.2 Theory of the single-atom response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1296.3 Theory of the macroscopic response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1446.4 Temporal metrology of high-harmonic generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1496.5 Spatial metrology of high-harmonic generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1536.6 Outline of this dissertation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1547 Lateral shearing interferometry <strong>for</strong> high-harmonic generation 1557.1 Motivations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1557.2 Theory of the method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1587.3 Experiment: longitudinal gas jet scan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1657.4 Data processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1677.5 Comparison of results with simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1717.6 Physical interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1747.7 Summary and outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1838 Quantum-path interferometry in high-harmonic generation 1858.1 Motivations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1858.2 Related work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1878.3 Action-shift induced by a weak control-field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1888.4 Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1928.5 Limitation of the perturbative quantum path analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1968.6 Simulated experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2048.7 Fourier trans<strong>for</strong>m issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2068.8 Extraction of orbit amplitudes using filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2088.9 Summary and outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2129 Summary and outlook 217A Noise and uncertainty 221A.1 Correlations of filtered additive white noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221A.2 Estimation of the filtered noise amplitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223A.3 Amplitude of the phase fluctuations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223A.4 Minimizing root-mean-square variation in a set of fields in the presence of trivialambiguities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224B Simulation codes <strong>for</strong> high-harmonic generation 225B.1 Time-dependent Schrödinger equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225B.2 Classical recollision solver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226B.3 Quantum-orbits model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226B.4 Propagation model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227References 244