Theory of Nonlinear Propagation of High Harmonics Generated in a Gaseous Medium

نظریه انتشار غیرخطی هارمونیک های بالا تولید شده در یک محیط گازیابزارهای نظری را برای مطالعه تولید هارمونیک مرتبه بالا (HHG) توسط لیزرهای مادون قرمز بسیار سریع در اتم ها و مولکول ها ایجاد می کند. انتشار ماکروسکوپی هر دو میدان لیزری و میدان‌های با هارمونیک بالا با حل معادلات موج ماکسول در نظر گرفته می‌شود، در حالی که پاسخ تک اتمی یا تک مولکولی با حل معادله شرودینگر وابسته به زمان با یک نظریه بازپراکندگی کمی درمان می‌شود.

این کتاب برای اولین بار نشان می‌دهد که طیف‌های HHG تجربی مشاهده‌شده اتم‌ها و مولکول‌ها را می‌توان با دقت نظری بازتولید کرد که شرایط آزمایشی دقیق مشخص باشد. HHG ماکروسکوپی را می توان به عنوان محصول یک بسته موج ماکروسکوپی و یک مقطع نورترکیبی بیان کرد، که در آن اولی به لیزر و شرایط تجربی بستگی دارد در حالی که دومی ویژگی اتم ها یا مولکول های هدف است. فاکتورسازی بازیابی میکروسکوپی اطلاعات ساختار اتمی یا مولکولی از طیف های اندازه گیری شده ماکروسکوپی HHG را امکان پذیر می کند.

این کتاب همچنین به بررسی مسائل مهم دیگری در مورد HHG می پردازد، مانند مشارکت اوربیتال های مولکولی متعدد، حداقل در HHG. طیف، حالت فضایی پرتوهای لیزر، و تولید یک پالس آتوثانیه ای جدا شده. علاوه بر این، این کتاب توزیع زاویه‌ای فوتوالکترون مولکول‌های هم‌سطح یونیزه‌شده توسط نور HHG را ارائه می‌کند.

Theory of Nonlinear Propagation of High Harmonics Generated in a Gaseous Medium establishes the theoretical tools to study High-Order Harmonic Generation (HHG) by intense ultrafast infrared lasers in atoms and molecules. The macroscopic propagation of both laser and high-harmonic fields is taken into account by solving Maxwell's wave equations, while the single-atom or single-molecule response is treated with a quantitative rescattering theory by solving the time-dependent Schrödinger equation.

This book demonstrates for the first time that observed experimental HHG spectra of atoms and molecules can be accurately reproduced theoretically when precise experimental conditions are known. The macroscopic HHG can be expressed as a product of a macroscopic wave packet and a photorecombination cross section, where the former depends on laser and experimental conditions while the latter is the property of target atoms or molecules. The factorization makes it possible to retrieve microscopically atomic or molecular structure information from the measured macroscopic HHG spectra.

This book also investigates other important issues about HHG, such as contributions from multiple molecular orbitals, the minimum in the HHG spectrum, the spatial mode of laser beams, and the generation of an isolated attosecond pulse. Additionally, this book presents the photoelectron angular distribution of aligned molecules ionized by the HHG light.