Generace vysokých harmonických frekvencí v pevných látkách a nanostrukturách

• Název práce v češtině: Generace vysokých harmonických frekvencí v pevných látkách a nanostrukturách
• Název v anglickém jazyce: Generation of high harmonic frequencies in solids and nanostructures
• Klíčová slova: Nelineární optika, ultrarychlá dynamika elektronů,femtosekundové laserové pulzy laserové pulzy, pevné látky, nanostruktury
• Klíčová slova anglicky: Nonlinear optics, ultrafast electron dynamics, femtosecond laser pulses, solid-state materials, nanostructures
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Martin Kozák, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 23.09.2020
• Datum zadání: 23.09.2020
• Datum potvrzení stud. oddělením: 01.10.2020

Zásady pro vypracování

V nedávné době došlo k významnému posunu v generaci koherentního elektromagnetického záření v krátkovlnné oblasti spektra. Generace vysokých harmonických frekvencí pomocí interakce ultrakrátkých laserových pulzů v blízké infračervené oblasti s atomy a molekulami v plynné fázi přinesla možnost generovat fotony s energií v oblasti 10-1000 eV, které mohou mít formu izolovaných pulzů s délkou kratší než 1 fs (10-15 s). Toto záření má aplikace v časově-rozlišených experimentech s attosekundovým rozlišením či v zobrazování molekul a nanostruktur.
Cílem této dizertační práce je studovat generaci vysokých harmonických frekvencí v režimu silného pole v pevných látkách (2D a 3D krystaly) a v nanostrukturách. Práce bude zaměřena na pochopení mikroskopické podstaty tohoto silně nelineárního procesu v různých materiálech pomocí měření závislostí generovaných spekter na vlastnostech budícího záření (fáze ultrakrátkých pulzů vůči obálce, polarizační stav, vlnová délka). V rámci práce bude experimentálně a teoreticky studován vliv přítomnosti vysoké hustoty excitovaných nosičů na generaci harmonických frekvencí a možnosti kontroly výsledných spekter pomocí dvou-pulzních nedegenerovaných experimentů. Dále budou v rámci práce navrženy a připraveny nanostruktury, které budou sloužit ke zvýšení účinnosti generace díky lokálnímu zesílení pole. Řešitel se také zaměří na studium vlivu rozptylu elektronů emitovaných z povrchu nanostruktur v režimu silného pole na generaci vysokých harmonických frekvencí.

Seznam odborné literatury

[1] Kärtner, F. X.: Few-Cycle Laser Pulse Generation and Its Applications, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2004
[2] Boyd, R. V.: Nonlinear Optics, Academic Press, San Diego, 1992
[3] Shah, J., Ultrafast Spectroscopy of Semiconductors and Semiconductor Nanostructures, Springer Series in Solid-State Sciences (Springer, New York) 1999.
[4] Hommelhoff, P., Kling, M. F., Attosecond Nanophysics: From Basic Science to Applications (Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA) 2015.
[5] Články v odborných časopisech