Questo laboratorio è stato realizzato grazie al finanziamento ERC (European Research Council) nell'ambito del progetto ELYCHE. L'obiettivo di questo laboratorio è la generazione e l'applicazione di impulsi ad attosecondi di elevata energia, prodotti mediante il processo di generazione di armoniche di ordine elevato (HHG) in gas nobili. Impulsi isolati ad attosecondi, con durate fino a 130 as, sono prodotti utilizzando varie tecniche di gating temporale, in combinazione con impulsi di eccitazione da pochi cicli ottici e fase assoluta stabile. La risoluzione temporale fornita da tali impulsi permette di seguire la dinamica elettronica in atomi, molecole e nanostrutture. I settori di ricerca principali del laboratorio sono i seguenti:

1. Fisica molecolare: studio dei processi di rilassamento elettronico in molecole (H2, N2, O2, CO, etc.).

2. Studio dei processi elettronici ultraveloci in molecole di interesse biologico, come aminoacidi e basi del DNA. In particolare si studiano i processi di trasferimento di carica che giocano un ruolo importante in meccanismi biologici di interesse fondamentale come la trasmissione dei segnali biologici in proteine e DNA.

3. Studio e controllo della dinamica elettronica in materiali di interesse optoelettronico.

Website: http://www.attosecond.fisi.polimi.it

Sorgente laser

La sorgente laser è costituita da un sistema amplificato a Ti: zaffiro che genera impulsi da 25 fs con una energia di 6 mJ, frequenza di ripetizione di 1 kHz e fase assoluta stabile. Questi impulsi vengono poi compressi mediante la tecnica della fibra cava, in combinazione con chirped mirrors a larga banda, fino a 4 fs con una energia di 2.5 mJ. A causa dell’elevata energia degli impulsi laser, è stata implementata la tecnica di pressure gradient nel setup della fibra cava.

Beamline ad attosecondi

Impulsi ad attosecondi nella regione spettrale dell’estremo ultravioletto (XUV) sono prodotti focalizzando gli impulsi ad alta energia e da pochi cicli ottici in una cella contenente gas nobili. La radiazione XUV generata viene poi focalizzata da uno specchio toroidale nella camera di interazione in cui si pone il campione oggetto di indagine.

La linea ad attosecondi permette di eseguire misure di pump-probe con risoluzione temporale ad attosecondi e di caratterizzare completamente gli impulsi XUV. Le caratteristiche spettrali della radiazione XUV vengono misurate utilizzando uno spettrometro flat-field ad incidenza radente. Uno spettrometro di tipo velocity map imaging (VMI) viene utilizzato nella linea ad attosecondi per misurare la quantità di moto di elettroni e ioni generati dagli impulsi ad attosecondi focalizzati sul campione in fase gassosa.