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Stabilization and interference in high-frequency laser driven atoms

Ebadi, Hossein

German Title: Stabilisierung und Interferenz in hochfrequent Laser getriebenen Atomen

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Abstract

Die grundlegende Dynamik von Modell-Atomen unter dem Einfluss intensiver XUV-Laser wird theoretisch mit Hilfe der nicht-relativistischen Schrödinger Gleichung und den klassischen Bewegungsgleichungen untersucht. Hierbei ist das Hauptziel den genauen Mechanismus von Rückstreuung und den Einfluss von Interferenzen auf die finale Elektronenenergieverteilung zu verstehen. Diese Arbeit baut Untersuchungen von ATI Photoelektronenspektren von Modell-Atomen weiter aus und findet Spuren von Starkfeldrückstreuung sowie deutliche Abweichungen der sogenannten Starkfeldapproximation durch Kopplung von gebundenen Zuständen bei hohen Frequenzen. In der Phasendarstellung sind die Photoelektronenspektren dem niedrigen Frequenz Fall (IR) bemerkenswert ähnlich und deutliche klassische Trajektorien können für hoch energetische Photoelektronen beobachtet werden. Die Energieanalyse der Photoelektronenspektren zeigt Starkfeldeffekte (Ionisation und Rückstreuung) aus den gebundenen Kramers-Henneberger Zuständen. Eine Zeitanalyse der ATI-Spektren weißt eine deutliche Stabilisierungsdynamik sowie eine Ionisationsverstärkung durch den Drift des Wellenpaketes im Stabilisationsregime auf. Es wurde festgestellt, dass die Kramers-Henneberger Zustände im Stabilisationsregime kohärent koppeln, was zu einer totalen destruktiven Interferenz der emittierten elektronischen Wellenpakete aus den beiden benachbarten gebundenen Zuständen in denselben Kontinuumszustand führt.

Translation of abstract (English)

Fundamental dynamics of a model atoms exposed to intense XUV lasers are studied theoretically by means of the non-relativistic Schrödinger and classical equations of motion. The main goal was to understand the detailed mechanism behind the rescattering and the influence of the interferences on the final electron energy distribution. This work advances the studies of above-threshold ionization photoelectron spectra from model atoms and finds strong field rescattering signatures and clear deviation from the strong field approximation due to the coupling of bound states at high frequencies. The photoelectron spectra are remarkably similar to the low frequency~(IR) case in the phase-space representation and clear classical trajectories can be observed for high energy photoelectrons. The energy analysis of photoelectron spectra demonstrates strong field effects~(ionization and rescattering) from the multiple bound Kramers-Henneberger states. A time-analysis of ATI spectra shows a clear stabilization dynamics and ionization enhancement due to the drift of the wavepacket in the stabilization regime. It has been found that the Kramers-Henneberger states in the stabilization regime are coupled coherently which results in a fully destructive interference of the emitted electronic wave packet from the two adjacent bound states to the same continuum state.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Keitel, Dr. Porf. Christoph H.
Date of thesis defense: 29 June 2011
Date Deposited: 13 Jul 2011 12:21
Date: 2011
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Uncontrolled Keywords: Laser , Kramers-Henneberger DarstellungKramers-Henneberger frame
Additional Information: Teile in: Phys. Rev. A
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