Dynamische Symmetrien und Harmonischenerzeugung in intensiven Laserfeldern

Nach einer kurzen Einführung in die Multiphotonenphysik wird die Harmonischenerzeugung in Systemen, die invariant unter diskreten dynamischen Symmetrien sind, untersucht. Beispiele solcher Systeme sind zyklische Moleküle und Atome in Zweifarbenlaserfeldern. Die Auswahlregeln für die von solchen Systemen abgestrahlten Harmonischen erlauben weniger Linien in einem vorgegebenen Frequenzintervall, als es z.B. bei Atomen im linear polarisierten Laserfeld der Fall ist, wo alle ungeraden Harmonischen emittiert werden. Damit eröffnet sich die Möglichkeit einer effizienteren Konversion der einfallenden Laserstrahlung hin zu kurzen Wellenlängen. Es werden Ergebnisse numerischer Simulationen präsentiert, die zeigen, daß die Struktur des Harmonischenspektrum reichhaltiger ist, als es die bis heute in der Literatur bekannten Auswahlregeln erwarten läßt. Mittels Gruppentheorie werden neue verallgemeinerte Auswahlregeln hergeleitet, welche die simulierten Spektren vollständig erklären. Anhand dieser Spektren kann außerdem das Niveauschema des Systems im Laserfeld bestimmt werden.

After a short introduction to the multiphoton physics, the harmonic generation in systems which are invariant under discrete dynamical symmetries is investigated. Example of such systems are cyclic molecules and atoms in two-colors laser fields. The selection rules for the harmonic generation work like a filter: in a given frequency interval less harmonics than in the case of an atom interacting with a single laser are present. This open the possibility to generate in an efficient way coherent, very short frequency radiation. Numerical ab initio simulations which show a richer harmonic structure than one would expect are presented and discussed. This rich structure can be fully explained within the group theory and new generalized selection rules are derived. With these studies the level scheme of the system can be also investigated.