Нелинейно-оптический отклик атома в поле фемтосекундных лазерных импульсов околоатомной напряженности

Развита теория нерезонансного отклика одиночного атома, находящегося в состоянии с произвольным значением и направлением углового момента атомного электрона по отношению к направлению вектора поляризации воздействующего электромагнитного поля. Показано, что ток отклика атома имеет тензорную структуру и зависит как от направления углового момента атома, так и от вектора поляризации внешнего поля. Тензорный характер отклика обусловлен эффектами наведенной внешним полем анизотропии плотности распределения вероятности атомного электрона по сравнению со случаем свободного атома. Исследованы правила отбора для аксиально-симметричной задачи об атоме в поле. Продемонстрировано проявление правил отбора с помощью угловых спектров фотоэлектронов. Изучена вероятность ионизации атома как функции амплитуды и длительности импульса. Показано, что ширина спектра генерации нелинейным образом зависит от интенсивности поля, насыщаясь в области полей околоатомной напряженности. Предложены методы управления параметрами спектра отклика атома, основанные на использовании последовательности лазерных импульсов с различными временными профилями, несущими частотами и состояниями поляризации. Показано, что генерация ТГц излучения возможна в доионизационном режиме, где механизм генерации связан с атомной нелинейностью.