Ionización por pulsos láser cortos: Dependencia del espectro de emisión con la forma del pulso

GRAMAJO, A. A.; S. D. LÓPEZ; ARBÓ, D. G.; R. DELLA PICCA; C. R. GARIBOTTI

Gramado

Encuentro; VII Encontro Sul-Americano de Colisoes Inelásticas na Matéria; 2014

Cuando pulsos láseres cortos e intensos interactúan con la materia pueden ocurrir procesos de orden superior que la simple absorción y emisión de un único fotón. Estos procesos denominados multifotónicos se producen en condiciones extremas del campo de radiación. Por ejemplo, la ionización por encima del umbral (ATI, above threshold ionization) ocurre cuando el blanco se ioniza absorbiendo un número de fotones mayor que el mínimo requerido por el umbral de ionización [1,2]. En el espectro electrónico se observan picos en valores de energías dados por la relación de Einstein generalizada [3]: donde Ip es el potencial de ionización y Up la energía ponderomotriz. Aunque esta propiedad del espectro de emisión electrónica fue históricamente deducida en forma analítica para un láser de duración infinita (onda sinusoidal) [4], su interpretación es cuestionable para el caso de pulsos ultracortos [5, 6] donde existe una gran variación de este valor con su valor máximo . La pregunta que se desprende es, entonces, qué valor de Up es el que determina los picos de energía del espectro. En el presente trabajo consideramos la ionización del átomo H(1s) con pulsos de la forma para 0 < t < T y que se anulan fuera de este intervalo; T es la duración del pulso de unos pocos femtosegundos. Bajo las aproximaciones semiclásica y Coulomb-Volkov, investigamos la relación entre los distintos tipos de envolvente f(t) y el espectro electrónico. A modo de ejemplo, en la figura de la izquierda comparamos los mismos en los casos constante: f(t)=1 y suave: . En la figura de la derecha se observa distintos picos secundarios los cuales se deben a distintos valores de la energía ponderomotriz durante la duración del pulso. Figura: Espectro de energía en ionización de H(1s) por un pulso láser corto. (a) Para varias funciones envolventes. (b) Visualización del corrimiento de los picos secundarios debido a diferentes valores de Up dentro del pulso. [1] Agostini P., et al, Phys. Rev. Lett. 42, 1127 (1979). [2] Bashkansky M., et al, Phys. Rev. Lett. 60, 2458 (1988). [3] Parker J., et al, J. Opt. Soc. Am. B 13, 371 (1996). [4] A. Becker and F. H. M. Faisal, J. Phys. B 38,R1 (2005). [5] F. Linder et al, Phys. Rev. Lett. 95, 040401 (2005). [6] M. Wickenhauser, et al, Phys. Rev. 73, 011401 (2006).