[en] During the past two decades, progress in the field of ultra-intense and ultra-short lasers has improved our understanding of the subject under intense laser fields. Unlike other nonperturbative fields of physics, the availability of intense laser technology in medium-sized laboratories worldwide has provided a fruitful interaction between theory and experiment. This thesis is an example of this interaction. Intense electromagnetic radiation induces a strong nonlinear response in the subject. The atomic electrons gain energy from the laser field, which can be subsequently released as high-frequency coherent radiation, a process known as generation of high order harmonics (HHG, from its acronym in English). Conventional lasers absence of these higher frequencies has fueled interest in developing technology as a tool for HHG coherent light sources of short wavelength. Until recently, ultra-intense laser technology was limited to wavelengths of near infrared (around 800 nm) and conversion into higher-order harmonics was limited to the far-ultraviolet region (XUV). Currently, with the improvement of the parametric inversion techniques, this limit is in soft X-rays. However, from the beginning recognized the potential applications of HHG process, beyond a natural high frequency coherent radiation. HHG spectrum consists of a comb of harmonics which extend to the so-called cutoff frequency. In the spectral region near this cut harmonics have similar intensities and, even more interestingly, the spectral phase distribution is smooth. With these two assumptions, after filtering the low frequency spectrum, the resulting radiation corresponds to a train of ultrashort pulses in the XUV region, lasting about a few hundred attoseconds (1 attosecond = 10-18 sec), spaced regularly every half cycle of the laser incident. Following early experimental confirmation of the century, they are considered coherent light pulses shorter ever created. This technology is starting to pay off, as already identified different applications for discriminating ultrafast processes (in the attosecond regime) in the dynamics of physical systems, chemical and biological. The aim of this thesis is to make a new and original contribution in this field. The core of this study is the development of theoretical methods to simulate the experiments. This strategy contains a double aspect. First, the theory used to understand the results obtained experimentally. We have developed our own experiments, we contrast directly with the theoretical results and also we have worked with two experimental groups at the international level in order to simulate their experiments. Second, we have applied our theory to predict new physical processes and thus serve as a guide for conducting new experiments. The starting point of this thesis is based on the theory SFA +, previously developed in the area of ??optics at the University of Salamanca, for calculating the process of generating high order harmonics in a single atom, a microscopic level. This method, as well as an extensive introduction to the HHG process, is exposed along the chapter 1. Our first objective was to develop a propagation scheme of higher order harmonics which allows the simulation of the process on a macroscopic scale, so that the theory is comparable to the experiments. To do this, we implemented a new propagation technique based on the discrete dipole approximation. This technique, as well as the basics for understanding the propagation of high-order harmonics, are developed in chapter 2. In Chapter 3, studied the propagation of a high order harmonic fields generated by laser wavelength in the near infrared, targeted cells jets or low density gas. As a first test, we analyzed theoretically and experimentally the change in conditions of phase adjustment that results from positioning the gas stream at various positions along the axis of propagation. Once experimentally validated our theoretical method, we propose an alternative to shorten attosecond pulses, by detecting different angles from the axis of propagation. We then present a study of the transverse coherence length, comparing our theoretical and experimental results. Finally, we implemented the cell geometry of a semi-infinite gas in our propagation code, in order to understand the experimental results obtained by the group of M. Kovacev, University of Hannover (Germany). In Chapter 4 we have modified our method to study the harmonics generation ultra-high, produced using wavelength lasers in the mid-infrared (approximately 4 microns), in collaboration with the theoretical group A. Becker and A. Jaron-Becker, of JILA, University of Colorado (USA). The main result of this paper is the demonstration of the temporal coherence of X-rays with energy kiloelectronvoltio obtained in the experimental group M. Murnane and H. Kapteyn at JILA, University of Colorado (USA), who led an international collaboration which also included the Technical University of Vienna (Austria), Cornell University (USA) and our group. Further to this work, and thanks to the development of our theoretical methods, we have derived a way to obtain light pulses in the X-ray regime zeptosegundos (1 zeptosegundo = 10 to 21 seconds).

[es] Durante las ?ltimas dos d?cadas, el avance en el campo de los l?seres ultraintensos y ultracortos ha mejorado nuestra comprensi?n de la materia sometida a campos l?ser intensos. A diferencia de otros campos no perturbativos de la f?sica, la disponibilidad de la tecnolog?a de l?seres intensos en laboratorios de tama?o medio a nivel mundial ha proporcionado una fruct?fera interacci?n entre la teor?a y los experimentos. Esta tesis es un ejemplo de esta interacci?n. La radiaci?n electromagn?tica intensa induce una fuerte respuesta no lineal en la materia. Los electrones at?micos adquieren energ?a del campo l?ser, que puede ser posteriormente liberada en forma de radiaci?n coherente de alta frecuencia, en un proceso conocido como generaci?n de arm?nicos de orden elevado (HHG, procedente de sus siglas en ingl?s). La ausencia de l?seres convencionales a estas frecuencias elevadas ha impulsado el inter?s tecnol?gico en el desarrollo de HHG como herramienta para conseguir fuentes coherente de luz de longitud de onda corta. Hasta hace muy poco, la tecnolog?a de l?seres ultraintensos se limitaba a longitudes de onda del infrarrojo cercano (alrededor de 800 nm) y la conversi?n en arm?nicos de orden elevado se limitaba a la regi?n del ultravioleta lejano (XUV). Actualmente, con la mejor?a de las t?cnicas de inversi?n param?trica, este l?mite se encuentra en los rayos X blandos. Sin embargo, desde el inicio se reconocieron las aplicaciones potenciales del proceso HHG, m?s all? de las naturales de una radiaci?n coherente de alta frecuencia. El espectro de HHG consiste en un peine de arm?nicos que se extienden hasta la denominada frecuencia de corte. En la regi?n espectral cercana a este corte, los arm?nicos tienen intensidades similares y, lo que es m?s interesante a?n, su distribuci?n de fase espectral es suave. Con estas dos premisas, tras filtrar el espectro de baja frecuencia, la radiaci?n resultante se corresponde a un tren de pulsos ultracortos en la regi?n XUV, con duraciones en torno a unos cuantos centenares de attosegundos (1 attosegundo = 10-18 segundos), espaciadas regularmente cada medio ciclo del l?ser incidente. Tras su confirmaci?n experimental a comienzos del siglo XXI, ?stos son considerados los pulsos de luz coherente m?s cortos jam?s creados. Esta tecnolog?a est? dando sus primeros frutos, pues ya se han identificado distintas aplicaciones para discriminar procesos ultrarr?pidos (en el r?gimen de los attosegundos) en la din?mica de sistemas f?sicos, qu?micos y biol?gicos. El objetivo de esta tesis es realizar una contribuci?n novedosa y original en este campo. El n?cleo principal de este estudio consiste en el desarrollo de m?todos te?ricos para simular los experimentos. Esta estrategia contiene una vertiente doble. En primer lugar, la teor?a se utiliza para comprender los resultados obtenidos experimentalmente. Para ello hemos desarrollado nuestros propios experimentos, que contrastamos directamente con los resultados te?ricos y, adem?s, hemos colaborado con dos grupos experimentales a nivel internacional con el objetivo de simular sus experimentos. En segundo lugar, hemos aplicado nuestra teor?a para predecir nuevos procesos f?sicos y, de este modo servir de gu?a para la realizaci?n de nuevos experimentos. El punto de partida de esta tesis se basa en la teor?a SFA+, desarrollada previamente en el ?rea de ?ptica de la Universidad de Salamanca, para el c?lculo del proceso de generaci?n de arm?nicos de orden elevado en un solo ?tomo, a nivel microsc?pico. Este m?todo, as? como una extensa introducci?n al proceso HHG, se expone a lo largo del cap?tulo 1. Nuestro primer objetivo ha sido desarrollar un esquema de propagaci?n de los arm?nicos de orden elevado que permite la simulaci?n del proceso a escala macrosc?pica, de manera que la teor?a sea comparable a los experimentos. Para ello, hemos implementado una nueva t?cnica de propagaci?n basada en la aproximaci?n dipolar discreta. Esta t?cnica, as? como los fundamentos para la comprensi?n de la propagaci?n de arm?nicos de orden elevado, se desarrollan en el cap?tulo 2. En el cap?tulo 3 estudiamos la propagaci?n de arm?nicos de orden elevado generados por campos l?ser de longitud de onda en el infrarrojo cercano, focalizados en chorros o celdas de gas de baja densidad. Como primer test, hemos analizado te?rica y experimentalmente el cambio en las condiciones de ajuste de fases que resulta de situar el chorro de gas en distintas posiciones a lo largo del eje de propagaci?n. Una vez validado nuestro m?todo te?rico experimentalmente, proponemos una alternativa para acortar los pulsos de attosegundo, mediante su detecci?n bajo distintos ?ngulos desde el eje de propagaci?n. Posteriormente presentamos un estudio de la longitud de coherencia transversal, comparando nuestros resultados te?ricos y experimentales. Finalmente, hemos implementado la geometr?a de una celda de gas semi-infinita en nuestro c?digo de propagaci?n, con el objetivo de comprender los resultados experimentales obtenidos por el grupo de M. Kovacev, en la Universidad de Hannover (Alemania). En el cap?tulo 4 hemos modificado nuestro m?todo para estudiar la generaci?n arm?nicos de orden ultra-elevado, producidos utilizando l?seres de longitud de onda en el infrarrojo medio (aproximadamente de 4 ?m), en colaboraci?n con el grupo te?rico de A. Becker y A. Jaron-Becker, del JILA, en la Universidad de Colorado (EEUU). El resultado principal de este trabajo consiste en la demostraci?n de la coherencia temporal de los rayos X con energ?a de kiloelectronvoltio obtenidos en el grupo experimental de M. Murnane y H. Kapteyn en el JILA, Universidad de Colorado (EEUU), que lider? una colaboraci?n internacional en la que tambi?n participaron la Universidad T?cnica de Viena (Austria), la Universidad de Cornell (EEUU) y nuestro grupo. Como continuaci?n a este trabajo, y gracias al desarrollo de nuestros m?todos te?ricos, hemos derivado un camino para obtener pulsos de luz de rayos X en el r?gimen de los zeptosegundos (1 zeptosegundo=10-21 segundos).