Высокоэффективная генерация ВУФ-излучения свободного затухания индуцированной поляризации и гармоник умеренного порядка в условиях резонансного многофотонного возбуждения атомов и ионов коротковолновым лазерным полем

Целью данного проекта является разработка принципов и определение оптимальных условий генерации когерентного направленного вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) излучения на частотах дипольно-разрешённых переходов атомов благородных газов и гармониках УФ лазерного поля умеренного порядка. Планируется решение трёх основных задач. Первой из них является исследование возможности достижения инверсии населённостей на дипольно-разрешённом переходе из основного в низколежащее связанное состояние атомов благородного газа посредством их многофотонного резонансного возбуждения коротковолновым лазерным полем и последующей генерации интенсивного когерентного ВУФ излучения в результате свободного затухания индуцированной поляризации усиливающей среды. Второй задачей проекта является исследование нового режима резонансного усиления генерации гармоник лазерного поля ионами постпереходных металлов, в которых мишень имеет короткоживущее связанное состояние с вакансией на внутренней оболочке, самопроизвольно распадающееся в другое связанное состояние с заполненными внутренними оболочками и возбуждённым валентным электроном. Третьей основной задачей является развитие предложенного участниками проекта нового метода компрессии излучения низших гармоник лазерного поля посредством возбуждения осцилляций Раби на резонансном многофотонном переходе генерирующей среды и его обобщение на различные среды, резонансы различных кратностей и гармоники различных порядков. Основное внимание будет уделено лазерному полю ближнего УФ диапазона с длиной волны от 200 нм до 400 нм, использование которого позволяет многократно повысить эффективность многофотонного возбуждения по сравнению с инфракрасным полем. Квантовая динамика атомов/ионов будет рассчитываться с помощью трёхмерного нестационарного уравнения Шрёдингера, нестационарного метода функционала плотности или уравнений для матрицы плотности. Необходимые для расчётов спектроскопические характеристики будут вычислены с использованием многоконфигурационного метода Хартри-Фока и метода R-матрицы.