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Development of a liquid crystal based flat jet for high harmonics generation studies

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Fluid chains regime from two impinging jets based system. The flowing liquid is 5CB (liquid crystal) in isotropic phase at about 40C.

The high laser fluences required for HHG to happen are well above the LC damage threshold. To overcome such experimental limitation, we opted for one of the most exploited solution is liquid spectroscopy, which ensures the exposure of constantly renewed liquid to the pulsed radiation: a flat jet. Flat jets can deliver substrate-free, stable micrometer-thick liquid sheets upon collision of two identical laminar jets [1,2]. Addressing the challenges posed by the LC high viscosity and the non-Newtonian behavior while maintaining a precise control of the LC temperature and pressure, we developed a LC-dedicated flat jet. Our system provides a flowing temperature-controlled LC leaf, thus in a specific mesophase, with a customizable thickness currently achievable below 15 microns. Ongoing efforts aim to further reduce the sheet thickness and be able to control the molecular alignment under an external field, which turns to be a pivotal aspect in HHG.

  1. T. T. Luu, et al., Nat. Commun. 9, 1 2018;
  2. M. Ekimova et al. Struct. Dyn. 2, 054301, 2015;

 

 

 

 

 

Entwicklung eines Flachstrahls auf Flüssigkristallbasis für Studien zur Erzeugung hoher Harmonischer

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Flüssigkeitskettenregime aus zwei aufeinander treffenden Strahlen basierten System. Die fließende Flüssigkeit ist 5CB (Flüssigkristall) in isotroper Phase bei etwa 40°C.

Die hohen Laserfluenzen, die für HHG erforderlich sind, liegen weit über der LC-Schadensschwelle. Um diese experimentelle Einschränkung zu überwinden, haben wir uns für eine der am meisten genutzten Lösungen entschieden: die Flüssigkeitsspektroskopie, die sicherstellt, dass eine ständig erneuerte Flüssigkeit der gepulsten Strahlung ausgesetzt ist: ein Flachstrahl. Flachdüsen können bei der Kollision zweier identischer laminarer Düsen substratfreie, stabile mikrometerdicke Flüssigkeitsschichten liefern [1,2]. Wir haben einen LC-Flachstrahl entwickelt, um die Herausforderungen zu meistern, die sich aus der hohen Viskosität und dem nicht-newtonschen Verhalten der LC ergeben, und gleichzeitig eine präzise Kontrolle der LC-Temperatur und des Drucks zu gewährleisten. Unser System liefert ein fließendes, temperaturgesteuertes LC-Blatt, also in einer bestimmten Mesophase, mit einer anpassbaren Dicke, die derzeit unter 15 Mikrometer liegt. Laufende Bemühungen zielen darauf ab, die Blattdicke weiter zu reduzieren und die molekulare Ausrichtung unter einem externen Feld zu kontrollieren, was sich als zentraler Aspekt bei HHG erweist.

  1. T. T. Luu, et al., Nat. Commun. 9, 1 2018.
  2. M. Ekimova et al. Struct. Dyn. 2, 054301, 2015.