Non-perturbative theory of atomic systems interaction with intense laser fields

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A brief description of a consistent non-perturbative approach to study the response of an ensemble of atoms to the action of intense multi-component arbitrary polarized laser field is presented. Its application to the study of the generation of high-order harmonics and generation of terahertz radiation in multi-color laser fields is discussed.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. Yu. Stremoukhov

Lomonosov Moscow State University; National Research Centre “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: sustrem@gmail.com

Faculty of Physics

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Ахманов С.А., Выслоух В.А., Чиркин А.С. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов. М.: Наука, 1988. С. 312.
  2. Беленов Э.М., Назаркин А.В. // Письма в ЖЭТФ. 1990. Т. 51. № 5. С. 252; Belenov E.M., Nazarkin A.V. // JETP Lett. 1990. V. 51. No. 5. P. 288.
  3. Маймистов А.И. // Квант. электрон. 2000. Т. 30. № 4. С. 287; Maimistov A.I. // Quant. Electron. 2000. V. 30. No. 4. P. 287.
  4. Козлов C.A. // Опт. и спектроск. 1995. Т. 79. № 2. С. 290; Kozlov S.A. // Opt. Spectrosc. 1995. V. 79. No. 2. P. 267.
  5. Сазонов С.В., Соболевский А.Ф. // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т. 75. С. 746; Sazonov S.V., Sobolevski A.F. // JETP Lett. 2002. V. 75. P. 621.
  6. Кучиев М.Ю. // Письма в ЖЭТФ. 1987. Т. 45. № 7. С. 319; Kuchiev M.Yu. // JETP Lett. 1987. V. 45. No. 7. P. 404.
  7. Corkum P.B. // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71. P. 1994.
  8. Платоненко В.Т. // Квант. электрон. 2001. Т. 31. № 1. С. 55; Platonenko V.T. // Quant. Electron. 2001. V. 31. No. 1. P. 404.
  9. Андреев А.В. // ЖЭТФ. 1999. Т. 116. № 3(9). С. 793; Andreev A.V. // JETP. 1999. V. 116. No. 3. P. 421.
  10. Стрелков В.В., Платоненко В.Т., Стержантов А.Ф., Рябикин М.Ю. // УФН. 2016. T. 86. № 5. С. 449; Strelkov V.V., Platonenko V.T., Sterzhantov A.F., Ryabikin M.Yu. // Phys. Usp. 2016. V. 86. No. 5. P. 425.
  11. Borodin A.V., Panov N.A., Kosareva O.G. et al. // Opt. Lett. 2013. V. 38. P. 1906.
  12. Zhang D., Lü Z., Meng C. et al. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 109. Art. No. 243002.
  13. Andreev A.V., Stremoukhov S.Yu., Shoutova O.A. // Eur. Phys. J. D. 2012. V. 66. Art. No. 16.
  14. Stremoukhov S., Andreev A., Vodungbo B. et al. // Phys. Rev. A. 2016. V. 94. Art. No. 013855.
  15. Andreev A.V., Stremoukhov S.Yu. // Phys. Rev. A. 2013. V. 87. Art. No. 053416.
  16. Andreev A.V., Stremoukhov S.Yu., Shoutova O.A. // J. Opt. Soc. Amer. B. Opt. Phys. 2013. V.30. No. 7. P. 1794.
  17. Lvov K.V., Stremoukhov S.Yu., Potemkin F.V. // J. Optics. 2021. V. 23. Art. No. 065502.
  18. Stremoukhov S.Yu., Andreev A.V. // Laser Phys. 2018. V. 28. Art. No. 035403.
  19. Stremoukhov S.Yu., Andreev A.V. // Laser Phys. Lett. 2015. V. 12. Art. No. 015402.
  20. Stremoukhov S., Andreev A. // J. Opt. Soc. Amer. B. Opt. Phys. 2017. V. 34. No. 2. P. 232.
  21. Migal E., Stremoukhov S., Potemkin F. // Phys. Rev. A. 2020. V. 101. Art. No. 021401(R).
  22. Lambert G., Vodungbo B., Gautier J. et al // Nature Commun. 2015. V. 6. P. 6167.
  23. Ganeev R.A., Boltaev G.S., Stremoukhov S.Yu. et al. // Eur. Phys. J. D. 2020. V. 74. Art. No. 199.
  24. Ganeev R.A., Stremoukhov S.Yu., Andreev A.V., Alnaser A.S. // Appl. Science. 2019. V. 9. P. 1701.
  25. Andreev A.V., Ganeev R.A., Kuroda H. et al. // Eur. Phys. J. D. 2013. V. 67. P. 22.
  26. Stremoukhov S.Yu., Ganeev R.A., Andreev A.V. // Spr. Proc. Phys. 2020. V. 241. P. 99.
  27. Zhvaniya I.A., Dzhidzhoev M.S., Semenov T.A. et al. // J. Phys. Conf Ser. 2020. V. 1692. Art. No. 012017.
  28. Andreev A.V., Angeluts A.A., Balakin A.V. et al. // IEEE Trans. Terahertz. Sci. Technol. 2020. V. 10. No. 1. P. 85.
  29. Стремоухов С.Ю. // Изв. РАН. Сер. физ. 2022. Т. 86. № 6. С. 770; Stremoukhov S.Yu. // Bull. Rus. Acad. Sci. Phys. 2022. V. 86. No. 6. P. 646.
  30. Stremoukhov S.Yu. // J. Opt. Soc. Amer. B. Opt. Phys. 2022. V. 39. No. 4. P. 1203.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Time dependence of the dual-frequency laser field (a); time dependence of the atomic response current to the dual-frequency laser field calculated using formula (2) (b); photoemission spectrum of the atomic response (c) (blue curve with triangles), its projections onto the perpendicular axes (black curve with squares and red curve with circles) and its long-wave part (d). The calculations were performed for an argon atom (the model structure of the atomic levels is presented in [16]) interacting with a dual-frequency laser field formed by the linearly polarized first and second harmonics of a Ti:Sa laser. The field parameters used in the calculations are µ01 = 0.1 (amplitude of the two-frequency field component at the fundamental frequency of the laser), µ02 = 0.1 (amplitude of the two-frequency field component at the second harmonic frequency of the laser), τ1 = τ2 = 26.6 fs (pulse duration), is the angle between the polarization directions of the two-frequency field components, t02 – t01 = 0 is the time delay between pulses.

Download (560KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic representation of gas (gray rectangle) with atoms (black circles) generating electromagnetic field (red arrows indicate its two projections) (a). Radial distribution of the 6th harmonic intensity calculated for 1 cm long argon gas at a pressure of 0.01 mbar (b) and 500 mbar (c) in the medium. The calculation was performed for laser radiation formed from the first and second harmonics of a Ti:Sa laser, the intensity of the field components µ01 = 0.1, µ01 = 0.1, pulse duration τ1 = τ2 = 30 fs, the angle between the polarizations of the field components Radiation at frequencies of 1 THz (g) and 11 THz (d), emitted by an extended argon gas medium. The black rectangle shows the volume of the gas chamber (length 40 cm, width 1.8 cm). The parameters of the dual-frequency laser field formed by the first and second harmonics of the Ti:Sa laser are µ01 = 0.1, µ02 = 0.0147 τ1 = τ2 = 30 fs (phase difference between the components of the dual-frequency field). The color indicates the intensity scale of the generated radiation in relative units.

Download (425KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».