Теория генерации высоких гармоник в низкочастотных лазерных полях

Представлена простая, аналитическая и полностью квантовая теория генерации высоких гармоник в низкочастотных лазерных полях. Теория восстанавливает классическую интерпретацию Куландера и соавт. в Proceedings of the SILAP III Workshop, ред. B. Piraux (Plenum, New York, 1993) и Коркума [Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993)] и четко объясняет, почему спектры генерации гармоник отдельного атома обрываются на энергии, примерно равной энергии ионизации плюс около трехкратной энергии колебаний свободного электрона в поле. Теория справедлива для произвольных атомных потенциалов и может быть обобщена для описания лазерных полей с произвольной эллиптичностью и спектром. Обсуждается роль матричных элементов атомного диполя, процессов повторного рассеяния электрона и истощения основного состояния. Представлена точная квантово-механическая формула для гармонического отсечки, которая отличается от феноменологического закона Ip + 3.17 Up, где Ip — потенциал ионизации атома, а Up — пондеромоторная энергия, с учетом квантового туннелирования и диффузионных эффектов.