Sub-attosecond-precision optical-waveform stability measurements using electro-optic sampling

in: Scientific Reports (2024)
Hofer, Christina; Hussain, Syed A.; Pupeza, Ioachim; Högner, Maximilian; Schweinberger, Wolfgang; Buberl, Theresa; Bausch, Daniel; Huber, Marinus; Krausz, Ferenc
The generation of laser pulses with controlled optical waveforms, and their measurement, lie at the heart of both time-domain and frequency-domain precision metrology. Here, we obtain mid-infrared waves via intra-pulse diference-frequency generation (IPDFG) driven by 16-femtosecond near-infrared pulses, and characterise the jitter of sub-cycle fractions of these waves relative to the gate pulses using electro-optic sampling (EOS). We demonstrate sub-attosecond temporal jitter at individual zero-crossings and sub-0.1%-level relative amplitude fuctuations in the 10-kHz–0.625-MHz band. Chirping the nearly-octave-spanning mid-infrared pulses uncovers wavelength-dependent attosecond-scale waveform jitter. Our study validates EOS as a broadband (both in the radio-frequency and the optical domains), highly sensitive measurement technique for the jitter dynamics of optical waveforms. This sensitivity reveals outstanding stability of the waveforms obtained via IPDFG and EOS, directly benefting precision measurements including linear and nonlinear (infrared) field-esolved spectroscopy. Furthermore, these results form the basis toward EOS-based active waveform stabilisation and sub-attosecond multi-oscillator synchronisation/delay tracking.

Cookies & Skripte von Drittanbietern

Diese Website verwendet Cookies. Für eine optimale Performance, eine reibungslose Verwendung sozialer Medien und aus Werbezwecken empfiehlt es sich, der Verwendung von Cookies & Skripten durch Drittanbieter zuzustimmen. Dafür werden möglicherweise Informationen zu Ihrer Verwendung der Website von Drittanbietern für soziale Medien, Werbung und Analysen weitergegeben.
Weitere Informationen finden Sie unter Datenschutz und im Impressum.
Welchen Cookies & Skripten und der damit verbundenen Verarbeitung Ihrer persönlichen Daten stimmen Sie zu?

Sie können Ihre Einstellungen jederzeit unter Datenschutz ändern.