不同的初始态对氢原子高次谐波的影响

采用二阶劈裂算子算法,数值求解了超短脉冲强激光场中一维模型氢原子的含时演化过程,得到了氢原子初始位于不同态时对应的电离率和高次谐波谱.结果显示当初始态为基态时,电离率总体不太大,高次谐波谱具有典型的“平台”和“截止”特征;而当初始态是激发态时,原子会被激光场迅速电离,谱线变得非常不明显.     

强激光场中不同尺寸原子团簇的电离和光辐射

通过数值求解一维含时薛定谔方程 ,研究了在强激光场中原子及不同尺寸原子团簇的电离几率和光辐射现象。结果表明 ,当外场强度相同时 ,小尺寸原子团簇电离几率小于原子的电离几率 ,可以产生高频率的高次谐波。当原子团簇尺寸较大时 ,其电离几率大于原子的电离几率 ,原子团簇越大 ,电离几率也越大 ,大尺寸原子团簇更易吸收外场能量。     

轨道对称性在分子高次谐波取向依赖中的作用

分子高次谐波的研究结果表明,由于分子的各向异性,分子表现出的谐波特征决定于分子的最高占据轨道,分子产生高次谐波的特征可以通过分子轴取向和激光极化方向的角度依赖关系来进行研究。分子轨道对称性在分子的强场现象中具有很重要的作用,谐波的强度由分子最高占据轨道对称性影响下的电离几率振幅而决定,这一结果将来可以更好的控制高次谐波的产生。     

强激光场中模型氢原子高次谐波的特性研究

通过数值计算求解含时的薛定谔方程,研究了单个激光脉冲作用下4个不同势函数对应的一维模型氢原子产生的高次谐波,并将其与三维真实氢原子的高次谐波比较。结果表明:势函数势阱的形状对一维模型氢原子的高次谐波强度产生较大影响,但是谐波的截止位置不变。     

原子辐射高次谐波的激光场效应研究

探讨了在相对论领域内,激光的频率、脉冲波形和强度对氢原子辐射波的效应．结果表明激光的频率对氢原子辐射波的影响比脉冲波形的影响效果显著．同时对激光的强度与氢原子辐射谐波在空间中的分布关系也进行了分析和讨论     

一维模型原子高次谐波特性研究

通过数值计算求解含时的薛定谔方程,研究了在隧道电离区域16个激光脉冲作用于不同势阱势函数对应的一维模型原子产生的高次谐波特性,结果表明：在隧道电离区域势函数势阱的形状对一维模型原子的高次谐波强度产生较大影响,同时谐波的平台宽度的高阶区域也受到势函数的影响.     

激光脉冲与等离子体相互作用中高次谐波的产生

利用强激光照射金属材料，致使材料表面大量分子电离产生等离子体．该文从电子的运动方程出发，求解出了电子在激光场中运动的位置函数的解析解．发现除了包含基次及二次谐波外，它还包含有三次、四次等高次谐波．这说明激光脉冲与等离子体相互作用能够产生高次谐波．谐波次数越高，其系数越小．该文比较了基次与二次谐波的系数，其比值p＞1，与事实相符合。     

强场和原子分子物理专题·编者按

<正>随着啁啾激光放大技术及其相关研究的进展,人们在实验室中可以获得场强达到或者大于1014W/cm2、脉冲宽度小于100fs的激光脉冲.经过适当的压缩和参量转换过程,人们甚至可以获得脉冲宽度小于100as的光脉冲.原子分子体系在这样的光场作用下,表现出众多新奇的物理现象,包括多光子阈上电离、强场隧穿电离、越垒电离、相干高次谐波辐射、相干太赫兹辐射、分子阈上解离、分子键软化和硬化、分子库仑爆炸、阿秒瞬态吸收等.因为这类光场的电场强度可以和氢原子基态中电子感受到的原子核电场强度相当或者更大,脉     

氧分子低阈值谐波中的干涉效应

通过改进的非微扰量子电动力学(QED)理论,研究了强激光场中激发分子产生的高次谐波,并分析了能量低于电离阈值的谐波随激光波长的变化.研究结果表明:当激光光强较高时,氧分子产生的谐波极小值是多个分子轨道独立产生的谐波相互干涉的结果;随着入射光波长的改变,单个分子轨道辐射的谐波出现π相位的突变,导致总谐波谱中出现了极小值;当光强较低时,总谐波由最高占据分子轨道(HOMO)产生的谐波主导,总谐波极小值即为HOMO谐波极小值.另外,随着激光波长的改变,单个复合通道产生的谐波也会发生π相位的突变,与不同复合通道产生的谐波相干叠加后造成单个分子轨道谐波的极小值.     

双色激光场中激光强度影响电离的研究

该文利用短时指数传播子对称分割法和快速傅立叶变换技术数值求解了一维含时的Schrǒdinger方程。在理论上研究了双色激光场的强度对分子电离的影响．计算结果表明,不同的基波激光强度可以明显改变电离几率随原子间距变化的趋势,而随着基波和谐波激光强度之间配比的变化,电离几率随原子间距变化的趋势基本保持不变．采用外静电场电离模型合理解释了这些现象．     

阿秒科学前沿开拓与强场量子相干控制研究

该研究产生更短脉宽、更高光子能量与更高亮度的阿秒相干光源以及原子分子中阿秒电子波包的探测和控制,预期目标主要包括:(1)实现亚飞秒时间尺度和原子级空间尺度内实时观测和控制电子动力学行为;(2)在多电子弛豫过程中,电子重排、电子-电子碰撞动力学等多电子复杂动力学研究中取得若干突破;(3)揭示有重要意义的化学反应的电子动力学物理本质。探索阿秒脉冲作用下物质的电子动力学新规律及其应用。开展中红外激光与气体介质相互作用产生高次谐波的实验和理论研究,采用双色场方法获得高次谐波连续谱,为进一步将阿秒脉冲宽度测量和光子能量推进到"水窗"做准备。从理论上深入了解分子结构和反应通道和分子高次谐波之间的联系,以及和激光参数之间的关系,为实验研究做准备。获得了一些系列研究成果,包括发现太赫兹辐射波形可以通过改变驱动激光脉冲的CEP而实现控制,在光丝等离子体中太赫兹辐射发生极性反转,利用周期量级极端超快激光脉冲光场自身的不对称性获得增强的太赫兹辐射;发现基于独立电子近似的遂穿模型不能解释次序双电离中的许多现象等。     

角动量视角下椭圆偏振激光场中的高次谐波生成研究

采用非微扰形式散射理论研究了椭圆偏振的强激光场中高次谐波的生成过程.把椭圆偏振激光场处理为左旋和右旋圆偏振激光的叠加,讨论了谐波生成过程中的角动量转化问题.研究发现,强激光场中高次谐波生成(HHG)的许多基本特征,都是角动量守恒的体现.用相位Bessel函数描述多光子跃迁过程,得到了谐波产生的几率幅公式,还展示了高次谐波产率随椭圆偏振度的变化.     

利用He+离子链模型增强谐波辐射强度

本文提出一种利用He~+离子链模型来增强谐波辐射强度的方案.通过求解薛定谔方程,理论模拟了单个He~+离子以及He~+离子链辐射谐波的特点,并结合电离几率,谐波辐射时频分析图,含时电子波包运动分析了谐波辐射及电子运动过程.计算结果表明,使用He~+离子链模型可以有效增强谐波强度以及延伸谐波截止能量.     

原子发射高次谐波的优化控制和动力学分析

原子分子在强激光场中发射的高次谐波是一种新型的便捷型光源,目前已在众多研究领域展现出了非常诱人的应用前景.本文综述了针对高次谐波转换效率低而对其进行优化控制的常用方法和结果,结合波形整形技术和遗传算法等演化算法,人们可以对高次谐波进行各种目的性的控制,特别是利用近年发展成熟的波形合成技术,可将谐波场的强度提高1个数量级以上,或者在不降低强度的基础上将谐波截止位置扩展2倍以上.最后介绍了一种全新的用于高次谐波分析的时频变换方法——同步压缩技术(Synchrosqueezing Transform,SST),该变换技术为理解和探索电离阈值附近及以下高次谐波发射的动力学过程提供了强有力的工具.     

用伪谱方法计算强激光场中一维原子的高次谐波和电离几率

引入非线性空间变换,用伪谱方法求解了一维原子在强激光场中的薛定谔方程,计算了一维原子在强激光场中的高次谐波和电离几率,其结果与分裂算符法得到的结果符合得很好.     

超短激光脉冲与部分离化等离子体的相互作用

第一次讨论了超强超短激光与部分离化等离子体相互作用中，束缚电子的振荡辐射和电离问题。在该文给出的模型下，激光有质动力的作用将对束缚电子的振荡辐射和电离条件产生修正。     

在激光场中氢原子电离率的Monte Carlo经典模拟

本文通过在激光场中氢原子电离率的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ经典模拟结果的分析，得出了激光场的磁场部分对氢原子的稳定性有着一定的制约关系的结论。     

在激光场中氢原子电离率的Mont3 Carlo经典模拟

本文通过在激光场中氢原子电离率的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ经典模拟结果的分析，得出了激光场的磁场部分对氢原子的稳定性有着一定的制约关系的结论。     

强激光场中氘原子相对论高次谐波的计算

研究相对论领域内，激光场的强度对氘原子辐射高次谐波的效应。结果表明激光场的强度越强则氘原子辐射出谐波越多。同时对激光场的强度与氘原子辐射谐波在空间分布关系也进行了分析和讨论。     

双色反向旋转椭圆偏振激光场下氩原子的高次谐波发射的选择定则的验证

通过数值求解二维含时薛定谔方程,研究了氩原子在双色反向旋转椭圆偏振激光场作用下的高次谐波发射,双色反向旋转椭圆偏振激光场是由2个共面的频率为rω和sω(r=1,s=2,3,4,ω是圆偏振的基频)时的激光脉冲组成.通过理论计算我们发现在不同椭偏率下的氩原子的高次谐波谱的特性与2015年Milosevic[26]提出的选择定则一致.倍频场为2倍频,驱动激光场为反向旋转圆偏振激光脉冲时,高次谐波谱的3q阶次谐波被抑制,驱动激光场为反向旋转椭圆偏振激光脉冲时,高次谐波谱中被抑制的3q阶次谐波增强;倍频场为3倍频,驱动激光场为反向旋转圆偏振和椭圆偏振激光脉冲时,高次谐波谱的偶数阶次谐波被抑制;倍频场为4倍频,高次谐波谱中与5q阶次相邻的谐波阶次产生,其余谐波阶次被抑制,驱动激光场为反向旋转椭圆偏振激光脉冲时,被抑制的谐波阶次增强.我们计算了相对应激光场下的Lissajou's图形,从图中可以看到随着椭偏率的变化,Lissajou's图形的对称性被破坏,相应的高次谐波谱的特性发生变化;Lissajou's图形的对称性不变化,相应的高次谐波谱的特性不发生改变.