Interaction of atoms whith intense laser fieldstheoretical study and numerical models

Zusammenfassung

En este trabajo, realizamos simulaciones numéricas de sistemas atómicos con láseres intensos resolviendo la ecuación de Schrödinger sin la aproximación dipolar. Se han desarrollado códigos de integración numérica de dicha ecuación en tres dimensiones sin ninguna aproximación adicional, utilizándola como herramienta para la investigación de nuevos efectos en la interacción de los láseres intensos con la materia. Esto ha sido posible gracias al diseño e instalación de un cluster de cálculo en el grupo de óptica, llevado a cabo por el autor durante el desarrollo de la tesis. Nuestro estudio se ha centrado en los efectos que el campo magnético del láser provoca en los electrones atómicos. Existe una región de frecuencias e intensidades, donde esta componente no puede ser despreciada ya que es crucial en la dinámica del electrón. En los trabajos realizados hasta el momento, esta componente era despreciada puesto que se utilizaba siempre la aproximación dipolar. Gracias a que disponemos de códigos tridimensionales realistas, hemos podido estudiar pulsos tanto linealmente polarizados como circularmente polarizados, lo cual es una novedad en este tipo de simulaciones. También se han considerado otros posibles diseños experimentales con pulsos contrapropagantes. Es de destacar la posibilidad de generar armónicos pares, prohibidos en la aproximación dipolar, así como la ruptura de la estabilización atómica. Las técnicas numéricas se han extendido al estudio de clusters de átomos obteniendo resultados en buen acuerdo con los experimentos realizados. Se han desarrollado también las herramientas numéricas adecuadas para estudiar la ionización atómica por colisión con iones pesados relativistas, en un marco teórico novedoso. Los campos creados por uno de estos proyectiles, tienen ciertos parecidos con los pulsos láser. Los efectos no dipolares son sin embargo mucho más importantes que en el caso del pulso