Einfluss dynamischer Resonanzen auf die Wechselwirkung optischer Femtosekunden-Pulse mit transparenten Dielektrika

dc.contributor.advisorKnorr, Andreas
dc.contributor.authorHofmann, Michael
dc.contributor.grantorTechnische Universität Berlinen
dc.contributor.refereeKnorr, Andreas
dc.contributor.refereeBandelow, Uwe
dc.date.accepted2016-08-30
dc.date.accessioned2016-12-12T15:34:48Z
dc.date.available2016-12-12T15:34:48Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractIt is expected that during the linear interaction of a medium with an optical pulse the induced dielectric polarization follows the electric field instantaneously, if the fundamental wavelength is far away from any resonance. However, with increasing intensity - in the regime of nonlinear optics - unexpected resonances may occur through the generation of higher harmonics or by the ac Stark shift of the energy levels in the laser field. For this work I perform quantum mechanical simulations of titanium dioxide and atomic hydrogen which confirm the existence of dynamic resonances by variation of the laser field's wavelength or intensity. My numerical results corroborate the measurement of one of the shortest polarization delays in dielectric solids that were reported at near-infrared wavelengths. Furthermore, by considering the detected resonance effects the established phenomenological model of femtosecond filamentation in atomic gases can be extended by a quantum mechanically computed ionization rate.en
dc.description.abstractBei der linearen Wechselwirkung eines Mediums mit einem optischen Puls geht man davon aus, dass die induzierte, dielektrische Polarisation verzögerungsfrei dem elektrischen Feld folgt, falls die fundamentale Wellenlänge fernab einer Resonanz liegt. Bei höheren Intensitäten - im Bereich der nichtlinearen Optik - können jedoch durch die Erzeugung harmonischer Frequenzen oder durch die Stark-Verschiebung der Energieniveaus im Laserfeld unerwartete Resonanzen auftreten. Die von mir in dieser Arbeit durchgeführten, quantenmechanischen Simulationen für Titandioxid und atomaren Wasserstoff bestätigen solche dynamischen Resonanzen, die sich unter Variation der Wellenlänge bzw. der Intensität verschieben. Meine numerischen Ergebnisse untermauern die Messung einer der kürzesten, bisher nachgewiesenen Verzögerungen der Polarisation in transparenten Dielektrika. Des Weiteren kann unter Berücksichtigung von Resonanzeffekten das bisher gängige, phänomenologische Modell der Femtosekunden-Filamente in atomaren Gasen um eine quantenmechanisch berechnete Ionisierungsrate erweitert werden.de
dc.description.sponsorshipDFG, BR 4654/1-1, ab-initio description of optical nonlinearities in femtosecond filamentsen
dc.identifier.urihttp://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/6029
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5613
dc.language.isodeen
dc.rights.urihttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/en
dc.subject.ddc530 Physikde
dc.subject.othernonlinear opticsen
dc.subject.otherultrashort pulsesen
dc.subject.otherfemtosecond filamentsen
dc.subject.othertime-dependent Schrödinger equationen
dc.subject.otherpolarization delayen
dc.subject.othernichtlineare Optikde
dc.subject.otherultrakurze Pulsede
dc.subject.otherFemtosekunden-Filamentede
dc.subject.otherzeitabhängige Schrödingergleichungde
dc.subject.otherPolarisationsverzögerungde
dc.titleEinfluss dynamischer Resonanzen auf die Wechselwirkung optischer Femtosekunden-Pulse mit transparenten Dielektrikade
dc.title.translatedInfluence of dynamical resonances on the interaction of optical femtosecond pulses with transparent dielectricsen
dc.typeDoctoral Thesisen
dc.type.versionacceptedVersionen
tub.accessrights.dnbdomainen
tub.affiliationFak. 2 Mathematik und Naturwissenschaften>Inst. Theoretische Physikde
tub.affiliation.facultyFak. 2 Mathematik und Naturwissenschaftende
tub.affiliation.instituteInst. Theoretische Physikde
tub.publisher.universityorinstitutionTechnische Universität Berlinen
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