Презентация "Возбуждение атома водорода под действием коротких интенсивных лазерных импульсов"

1
Возбуждение атома под действием короткого лазерного импульса:
расчет в рамках двухуровневой модели

2
Цель работы
Численный анализ процесса возбуждения атома под действием интенсивных коротких (и сверхкоротких) лазерных импульсов вне рамок приближения вращающейся волны с учетом «абсолютной» фазы излучения.

3
Расчетная модель
Напряженность электрического поля в лазерном импульсе
Аппроксимация атома двухуровневой системой с собственной частотой
и матричным элементом оператора электрического дипольного момента
 - «абсолютная» фаза

4
Формализм оптического вектора Блоха
Определение оптического вектора Блоха в общем случае
В пренебрежении релаксацией:
Населенность верхнего энергетического уровня равна:

5
Уравнения для оптического вектора Блоха

6
Приближение вращающейся волны (RWA)

7
Модельная система уравнений
Безразмерные параметры

8
Сравнение численного решения с RWA результатом. I

9
Сравнение численного решения с RWA результатом. II

10
Спектральная зависимость населенности возбужденного уровня

11
Зависимость спектра от «абсолютной» фазы

12
Чувствительность возбуждения
к «абсолютной» фазе

13
Пример временной зависимости населенности верхнего уровня
 = 1.2∙10–15 с, 0=1.85 эВ, I = 2∙1015 Вт/см2
Временная форма напряженности электрического поля в косинус (сплошная кривая) и синус (пунктир) импульсе лазерного излучения. Переменные по осям координат отложены в атомных единицах.
Временная зависимость населенности верхнего уровня, рассчитанная в рамках двухуровневой модели, при возбуждении атомного перехода косинус импульсом (сплошная кривая) и синус импульсом (пунктир).

14
Зависимость населенности верхнего уровня от параметров  и 

15
Выводы
на основании численного анализа установлены границы применимости приближения вращающейся волны в задаче о возбуждении двухуровневой системы коротким и мощным лазерным импульсом;
показано, что форма спектральной зависимости вероятности возбуждения определяется параметром  = d0E0/0, с ростом которого (0.5) появляются новые спектральные максимумы в низкочастотном крыле <0;
изучена зависимость вероятности возбуждения двухуровневой системы от величины «абсолютной» фазы лазерного импульса, в частности, показано, что эта зависимость проявляется для достаточно мощных 1 и коротких =5÷10 лазерных импульсов;
исследованная зависимость вероятности возбуждения от «абсолютной» фазы лазерного импульса может быть использована для фазового контроля светоиндуцированных процессов.