原子在激光場中產(chǎn)生的高次諧波及生成阿秒脈沖的研究.pdf

1、阿秒(10-18s)脈沖可以探測原子內(nèi)電子的超快動力學過程,從而揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和動力學特征。因此,研究阿秒脈沖的實現(xiàn)有重要意義。當高強度的激光場與原子或分子相互作用時可以產(chǎn)生高次諧波,人們可以利用高次諧波獲得相干極紫外高頻段輻射源XUV和X射線源。高次諧波平臺區(qū)的末端會出現(xiàn)超連續(xù)的特點,利用這些超連續(xù)性的諧波是實現(xiàn)阿秒脈沖的重要手段之一。
　　理論上研究原子在強激光場中產(chǎn)生的高次諧波可以利用強場近似和數(shù)值求解原子在強激光場中含時薛

2、定諤方程。本論文首先是在強場近似下,利用Lewenstein模型來處理強激光場中原子產(chǎn)生高次諧波的過程,介紹了原子的 Lewenstein模型的理論推導(dǎo)過程,接著研究了在長波紅外激光場(波長800nm~2000nm)驅(qū)動下氫原子產(chǎn)生的高次諧波,分析了在截止位置附近高次諧波的轉(zhuǎn)換效率隨激光波長的變化規(guī)律。與大多數(shù)理論者研究的在平臺區(qū)域原子發(fā)射高次諧波的轉(zhuǎn)換效率隨波長的變化不同的是,發(fā)現(xiàn)在截止位置附近原子發(fā)射高次諧波的轉(zhuǎn)換效率比平臺區(qū)域的轉(zhuǎn)

3、換效率低,但獲得的阿秒脈沖的寬度會隨波長的增大而縮短。
　　本論文還數(shù)值求解了一維模型原子在強激光場中的含時薛定諤方程,利用分裂算符方法研究了一維模型He+離子在中心波長為1064nm的線性啁啾激光和高頻波脈沖形成的組合場中產(chǎn)生的高次諧波,分析了由高次諧波產(chǎn)生的阿秒脈沖的特征。發(fā)現(xiàn)在組合場中,由于啁啾脈沖的作用和在適當?shù)臅r刻加入了高頻脈沖,不僅使高次諧波譜的平臺區(qū)域能得到很大的擴展,而且諧波轉(zhuǎn)化效率也得到有效的提高,當對第二平臺區(qū)