Generácia vysokých harmonických frekvencií v kryštalických materiáloch
| Thesis title in thesis language (Slovak): | Generácia vysokých harmonických frekvencií v kryštalických materiáloch |
|---|---|
| Thesis title in Czech: | Generace vysokých harmonických frekvencí v krystalických materiálech |
| Thesis title in English: | Generation of high harmonic frequencies in crystalline materials |
| Key words: | ultrakrátké laserové pulzy|nelineární optika|vysoké harmonické frekvence |
| English key words: | ultrashort laser pulses|nonlinear optics|high harmonic frequencies |
| Academic year of topic announcement: | 2021/2022 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | slovenština |
| Department: | Department of Chemical Physics and Optics (32-KCHFO) |
| Supervisor: | doc. RNDr. Martin Kozák, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 01.10.2021 |
| Date of assignment: | 01.10.2021 |
| Confirmed by Study dept. on: | 29.10.2021 |
| Date and time of defence: | 14.09.2023 09:00 |
| Date of electronic submission: | 17.07.2023 |
| Date of submission of printed version: | 17.07.2023 |
| Date of proceeded defence: | 14.09.2023 |
| Opponents: | Petra Veselá |
| Guidelines |
| Koherentní elektromagnetické záření s energií fotonů 10-100 eV má mnoho potenciálních aplikací, jak pro zobrazování a spektroskopii v materiálovém výzkumu, tak v oblasti litografie s vysokým prostorovým rozlišením. Jelikož jsou energetické stavy elektronů v látkách typicky v oblasti 1-5 eV (vlnové délky 250-1000 nm), umožňují lasery generaci koherentního světla pouze v této spektrální oblasti. Pro přechod ke vzdálené či extrémní ultrafialové spektrální oblasti lze využít jevu generace vysokých harmonických frekvencí v atomech a molekulách plynů. Při osvitu atomů laserovým pulzem s velmi vysokou špičkovou intenzitou dochází díky nelineární odezvě systému ke generaci koherentního záření na vyšších harmonických frekvencích budícího světla. Tento princip umožňuje mimo jiné i generaci attosekundových elektromagnetických pulzů
V rešeršní části práce se student nejprve seznámí s různými přístupy k teoretickému popisu generace vysokých harmonických frekvencí v pevných látkách. Hlavní část práce bude zaměřena na experimentální charakterizaci spekter vysokých harmonických frekvencí v krystalických materiálech. Jako zdroj záření bude použit nový laserový systém produkující ultrakrátké pulzy s několika kmity pole a stabilní fází pole vůči obálce ve střední infračervené oblasti (střední vlnová délka 2000 nm). Spektra budou detekována pomocí spektrografu a CCD kamery a pomocí nového vakuového spektrometru se spektrálním rozsahem 80-300 nm ve vakuové ultrafialové (VUV) oblasti. Cílem měření bude pozorovat závislost účinnosti generace vysokých harmonických frekvencí v různých částech elektromagnetického spektra na parametrech budícího záření (fáze pulzu vůči obálce, intenzita světla, směr lineární polarizace vůči krystalografickým osám, atd.) a studovat souvislost pozorovaných závislostí s tvarem pásové struktury a symetrií daného materiálu. |
| References |
| R. Boyd, Nonlinear Optics, Academic Press 2003.
F. X. Kärtner: Few-Cycle Laser Pulse Generation and Its Applications, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2004. Rullière, Claude (Ed.): Femtosecond Laser Pulses: Principles and Experiments, Springer-Verlag, Berlin, 2005. J.-C. Diels, W. Rudolph: Ultrashort laser pulse phenomena, Elsevier, Heidelberg, 2006. C. D. Lin, Anh-Thu Le, Cheng Jin, Hui Wei: Attosecond and Strong-Field Physics: Principles and Applications, Cambridge University Press, Cambridge, 2018. J. Shah: Ultrafast Spectroscopy of Semiconductors and Semiconductor Nanostructures, Springer, Berlin, 1996. |