تطبيق فيزياء الليزر الشديد على المواد المكثفة

Abstract

" تدرس هذه المذكرة توليد التوافقيات العالية (HHG) في أنظمة منخفضة الأبعاد ودور البنية الإلكترونية والخصائص الطوبولوجية في التحكم في الاستجابة غير الخطية. تم اعتماد نموذج رايس–ميلي أحادي البعد ونموذج هالدين ثنائي البعد لتحليل تأثير كسر تناظر الانعكاس وطور بيري وتناظر النقطتين (K) و (K') على ديناميكيات الإلكترونات وطيف التوافقيات. أظهرت النتائج أن كسر التناظر في الحالة أحادية البعد يؤثر مباشرة على شدة التوافقيات عبر تعديل طور بيري، بينما يؤدي الطور الطوبولوجي في الحالة ثنائية البعد إلى تعزيز واضح في الشدة وامتداد منطقة الهضبة وطاقة القطع. كما بينت الدراسة أن تناظر (K) و (K') يتحكم في سلوك الطور والاستقطاب. تخلص الدراسة إلى أن توليد التوافقيات العالية تحدده أساسًا البنية الإلكترونية والطوبولوجية، وليس شدة الحقل الليزري فقط، مما يتيح إمكانية التحكم في الاستجابة غير الخطية للمادة. "" This thesis investigates high-harmonic generation (HHG) in low-dimensional systems and the role of electronic structure and topological properties in controlling the nonlinear optical response. A one-dimensional Rice–Mele model and a two-dimensional Haldane-type model are employed to analyze the effects of inversion symmetry breaking, Berry phase, and (K) and (K') valley symmetry on electron dynamics and the harmonic spectrum. The results show that symmetry breaking in the one-dimensional case directly affects harmonic intensity through modifications of the Berry phase, while the topological phase in the two-dimensional system leads to a significant enhancement of harmonic yield, plateau extension, and cutoff energy. Furthermore, (K) and (K') valley symmetry is found to strongly influence both phase and polarization properties. Overall, the study concludes that high-harmonic generation is primarily governed by the electronic structure and topological properties of the system rather than by the laser field strength alone, enabling efficient control of the nonlinear response. "