Circularly polarized (CP) extreme ultraviolet- and x-ray radiation is an essential tool for analyzing the magnetic properties of materials. Elliptically polarized high harmonic generation (HHG) has been demonstrated by focusing bi-chromatic (800 + 400 nm wavelengths), counter-rotating CP laser pulses into gas targets (Fleischer et al 2014 Nat. Photonics8 543). More recent theoretical studies indicate that a bi-circular laser driver can also work in both under- and overdense plasmas with analogous selection rules to those in gases: for example, every third harmonic is suppressed and adjacent harmonics have opposite helicity for counter-polarized CP ω0 and 2ω0 pumps. In this work, an analytical theory of bi-circular HHG from underdense plasmas is formulated which provides quantitative predictions of harmonic efficiency scaling, selectivity and helicity for both co- and counter-polarized drivers of arbitrary frequency ratio. This is compared to a fully non-linear, one-dimensional fluid model and particle-in-cell simulations, showing good agreement with both.
円偏光（CP）極端紫外線およびX線放射は、材料の磁気特性を分析するための必須ツールである。楕円偏光高次高調波発生（HHG）は、二色（800 + 400 nm波長）の逆回転CPレーザーパルスをガスターダーに集光することによって実証されている（Fleischerら 2014 Nat. Photonics8 543）。より最近の理論研究は、二色レーザードライバーが、ガス中と同様の選択則を伴って、低密度プラズマと高密度プラズマの両方でも機能し得ることを示している：例えば、逆回転CP ω0および2ω0ポンプの場合、すべての3次高調波が抑制され、隣接する高調波は反対のヘリシティを持つ。本研究では、低密度プラズマからの二色HHGの解析理論を定式化し、任意の周波数比に対する同方向および逆方向偏極ドライバーの両方について、高調波効率スケーリング、選択性、およびヘリシティの定量的予測を提供する。これは、完全非線形一次元流体モデルおよび粒子インセルシミュレーションと比較され、両者と良好な一致を示す。