We demonstrate broadband focusing of multiple high-order harmonics of intense femtosecond laser pulses using an ellipsoidal mirror. The ellipsoidal mirror, with a high numerical aperture and a highly accurate surface, was fabricated using a replication process. The multiple high-order harmonics in the wavelength range between 10 and 20 nm were focused to the nearly diffraction-limited size of 350 × 380 nm2. According to Rayleigh's quarter wavelength criteria, the wavefront aberration of the focused beam was estimated to be less than 5 nm, which corresponds to a temporal dispersion of 16 as. The developed focusing system is suited for producing an intense attosecond laser field with negligible wavefront aberration, with which nonlinear light-matter interactions in the attosecond time domain can be explored.

1.
G.
Farkas
and
C.
Tóth
,
Phys. Lett. A
168
,
447
(
1992
).
2.
P. M.
Paul
,
E. S.
Toma
,
P.
Breger
,
G.
Mullot
,
F.
Auge
,
P.
Balcou
,
H. G.
Muller
, and
P.
Agostini
,
Science
292
,
1689
(
2001
).
3.
M.
Hentschel
,
R.
Kienberger
,
C.
Spielmann
,
G. A.
Reider
,
N.
Milosevic
,
T.
Brabec
,
P.
Corkum
,
U.
Heinzmann
,
M.
Drescher
, and
F.
Krausz
,
Nature
414
,
509
(
2001
).
4.
E.
Takahashi
,
Y.
Nabekawa
,
T.
Otsuka
,
M.
Obara
, and
K.
Midorikawa
,
Phys. Rev. A
66
,
021802(R)
(
2002
).
5.
K. C.
Kulander
,
K. J.
Schafer
, and
J. L.
Krause
, in
Super-Intense Laser-Atom Physics
, NATO ASI Series B Vol. 316, edited by
B.
Piraux
,
A.
L'Huillier
, and
K.
Rzazewski
(
Springer
,
1993
), p.
95
.
6.
7.
H.
Mashiko
,
S.
Gilbertson
,
C.
Li
,
S. D.
Khan
,
M. M.
Shakya
,
E.
Moon
, and
Z.
Chang
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
103906
(
2008
).
8.
T. J.
Hammond
,
G. G.
Brown
,
K. T.
Kim
,
D. M.
Villeneuve
, and
P. B.
Corkum
,
Nat. Photonics
10
,
171
(
2016
).
9.
E. J.
Takahashi
,
P.
Lan
,
O. D.
Mücke
,
Y.
Nabekawa
, and
K.
Midorikawa
,
Nat. Commun.
4
,
2691
(
2013
).
10.
A.
Chew
,
N.
Douguet
,
C.
Cariker
,
J.
Li
,
E.
Lindroth
,
X.
Ren
,
Y.
Yin
,
L.
Argenti
,
W. T.
Hill
, and
Z.
Chang
,
Phys. Rev. A
97
,
031407
(
2018
).
11.
H.
Mashiko
,
K.
Oguri
,
T.
Yamaguchi
,
A.
Suda
, and
H.
Gotoh
,
Nat. Phys.
12
,
741
(
2016
).
12.
Y.
Nabekawa
,
H.
Hasegawa
,
E. J.
Takahashi
, and
K.
Midorikawa
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
043001
(
2005
).
13.
B.
Manschwetus
,
L.
Rading
,
F.
Campi
,
S.
Maclot
,
H.
Coudert-Alteirac
,
J.
Lahl
,
H.
Wikmark
,
P.
Rudawski
,
C. M.
Heyl
,
B.
Farkas
,
T.
Mohamed
,
A.
L'Huillier
, and
P.
Johnsson
,
Phys. Rev. A
93
,
061402
(
2016
).
14.
B.
Bergues
,
D. E.
Rivas
,
M.
Weidman
,
A. A.
Muschet
,
W.
Helml
,
A.
Guggenmos
,
V.
Pervak
,
U.
Kleineberg
,
G.
Marcus
,
R.
Kienberger
,
D.
Charalambidis
,
P.
Tzallas
,
H.
Schröder
,
F.
Krausz
, and
L.
Veisz
,
Optica
5
,
237
(
2018
).
15.
H. J.
Nilsson
,
T.
Tyliszczak
,
R. E.
Wilson
,
L.
Werme
, and
D. K.
Shuh
,
Anal. Bioanal. Chem.
383
,
41
(
2005
).
16.
A. J.
Nelson
,
S.
Toleikis
,
H.
Chapman
,
S.
Bajt
,
J.
Krzywinski
, and
J.
Chalupsky
,
Opt. Express
17
,
18271
(
2009
).
17.
L.
Poletto
,
F.
Frassetto
,
F.
Calegari
,
A.
Trabattoni
, and
M.
Nisoli
,
Opt. Express
21
,
13040
(
2013
).
18.
F.
Frassetto
,
A.
Trabattoni
,
S.
Anumula
,
G.
Sansone
,
F.
Calegari
,
M.
Nisoli
, and
L.
Poletto
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
103115
(
2014
).
19.
H.
Coudert-Alteirac
,
H.
Dacasa
,
F.
Campi
,
E.
Kueny
,
B.
Farkas
,
F.
Brunner
,
S.
Maclot
,
B.
Manschwetus
,
H.
Wikmark
,
J.
Lahl
,
L.
Rading
,
J.
Peschel
,
B.
Major
,
K.
Varjú
,
G.
Dovillaire
,
P.
Zeitoun
,
P.
Johnsson
,
A.
L'Huillier
, and
P.
Rudawski
,
Appl. Sci.
7
,
1159
(
2017
).
20.
H.
Mashiko
,
A.
Suda
, and
K.
Midorikawa
,
Appl. Opt.
45
,
573
(
2006
).
21.
H.
Mimura
,
Y.
Takei
,
T.
Kume
,
Y.
Takeo
,
H.
Motoyama
,
S.
Egawa
,
Y.
Matsuzawa
,
G.
Yamaguchi
,
Y.
Senba
,
H.
Kishimoto
, and
H.
Ohashi
,
Rev. Sci. Instrum.
89
,
093104
(
2018
).
22.
K.
Takehiro
,
T.
Yosihnori
,
E.
Satoru
,
M.
Hiroto
,
T.
Yoko
,
Y.
Gota
, and
M.
Hidekazu
,
Rev. Sci. Instrum.
90
,
021718
(
2019
).
23.
Y.
Takei
and
H.
Mimura
,
J. Jpn. Soc. Precis. Eng.
83
,
245
(
2017
).
24.
H.
Mimura
,
H.
Ishikura
,
S.
Matsuyama
,
Y.
Sano
, and
K.
Yamauchi
,
J. Nanosci. Nanotechnol.
11
,
2886
(
2011
).
25.
T.
Hirata
,
Y.
Takei
, and
H.
Mimura
,
Procedia CIRP
13
,
198
(
2014
).
26.
A. K.
Ray-Chaudhuri
,
W.
Ng
,
F.
Cerrina
,
Z.
Tan
,
J.
Bjorkholm
,
D.
Tennant
, and
S. J.
Spector
,
J. Vac. Sci. Technol., B
13
,
3089
(
1995
).
27.
G. R.
Brady
and
J. R.
Fienup
,
Opt. Express
14
,
474
(
2006
).
You do not currently have access to this content.