Optimalizace výpočtu zdrojových členů pro modelování generace vysokých harmonických v dlouhých prostředích
Optimal computation of the source terms for modelling high-order harmonic generation in long media
Type of document
diplomová prácemaster thesis
Author
Tadeáš Němec
Supervisor
Limpouch Jiří
Opponent
Mašín Zdeněk
Field of study
Počítačová fyzikaStudy program
Fyzikální elektronikaInstitutions assigning rank
katedra laserové fyziky a fotonikyDefended
2024-02-06Rights
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Show full item recordAbstract
Tato práce rozebírá teorii a praktickou implementaci jednodimenzionálního multiškálového modelu šíření laserového pulzu plynným prostředím. Makroskopické šíření pulsu, vycházející z řešení Maxwellových rovnic v paraxiální aproximaci, je provázáno s jednodimenzionální časově závislou Schrödingerovou rovnicí (1D-TDSE) a dáno do kontrastu s popisem z nelineární optiky šířením pulsu v prostoru na vzdálenosti až 2,6 mm při různých intenzitách. Pro přímé srovnání těchto dvou přístupů jsou za pomoci 1D-TDSE extrahovány susceptibility 1. a 3. řádu. Hlavním cílem práce a motivací multiškálového modelu je využití napočítaných numerických polí z makroskopického šíření pro trénování a vyhodnocení vlastního návrhu umělé neuronové sítě (ANN), implementované pomocí knihovny Tensorflow. ANN nabízí možnost významně urychlit výpočet zdrojových členů pro modelování nelineárních optických jevů zahrnujících generaci vysokých harmonických frekvencí v dlouhých prostředích. Prvotní výsledky modelování zdrojových členů pomocí ANN jsou předmětem diskuze v této práci. This thesis covers the theory and the practical implementation of a one- dimensional multi-scale model for laser pulse propagation in gaseous media. The macro- scopic pulse propagation, governed by the solution of Maxwell’s equations in paraxial approximation, is coupled with a one-dimensional time-dependent Schrödinger equation (1D-TDSE) and briefly contrasted with the nonlinear optics description by propagating the pulse in the medium for a distance up to 2.6 mm at various intensities. For a one-to-one correspondence of the two approaches, the 1st- and 3rd-order susceptibilities are extracted directly using the 1D-TDSE. The main goal of the thesis and the motivation behind the multi-scale model is to use the computed numerical fields from the macroscopic propa- gation for training and evaluation of a custom-designed artificial neural network (ANN), implemented using the Tensorflow library. The ANN offers a possibility to significantly speed up the computation of the source terms for modeling non-linear optical phenomena including higher-order harmonic generation in long media. The preliminary results of the ANN source term modeling are also discussed in the scope of this thesis.
Collections
- Diplomové práce - 14112 [117]