强激光场中氢原子的电离与高次谐波的性质研究

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全文共分六章.第一章为综述,简要介绍了激光-原子相互作用问题的发展和研究现状,其中着重介绍了强激光场中原子的电离和高次谐波产生的问题以及它们在实际中研究的意义.第二章简单介绍了描述高次谐波产生的微观理论和数值模型,其中,半经典描述从物理图象上很清晰地绘出了高次谐波产生的三步过程,但对中间物理过程没有详尽的描述,而Lewenstein的量子理论采用了量子的方法对中间的过程作了描述,并较好的解释了截止频率的位置.在第三章中,我们讨论了激光-原子相互作用体系的脉冲形状效应,发现氢原子的电离率大小和高次谐波特征都与所加的激光脉冲形状有密切关系.当激光脉冲的时间长度不变时,脉冲开启的快慢会影响到电离率和高次谐波,开启很慢或很快时,谐波的平台结构都不明显;只有在适当的开启下,电离率处于中间值,这时高次谐波谱线才比较理想.另外,激光脉冲时间的长短也会影响到高次谐波的性质,在一定范围内,随着脉冲时间的加长,电离率逐渐增大,谱线结构也越来越明显.在第四章中,我们研究了外加平行静电场以及初态的不同对电离率和高次谐波的影响,发现附加一适当的静电场会使谐波曲线呈现一双平台结构,电离率会随着电场强度的增大而增大;当氢原子在初始时刻处于不同态时,根据选择定则,谐波曲线和电离率都会有较大差别.这里,我们将激光场看成一含时的经典外场,采用数值计算法来解含时Schrodinger方程,对强激光场中氢原子的电离与高次谐波产生以及相关的一些现象进行了研究.第五章是该文的另一部分内容,我们将激光场看成一量子化的场,电子与场组成一封闭系统,在量子电动力学的框架内研究了电子波包在量子化场中的时间演化.其中,电子与光场形成一个封闭系统,在波包演化过程中,电子和量子场会互相纠缠.当初始光子态是相干态,且忽略转移的光子数时,电子与量子场系统之间不存在相关性,这种情况下量子场计算与半经典计算等价;当初始光子态是Fock态时,随着时间的演化,电子的几率密度呈现分叉现象,相应的光子数分布是时间周期函数,这是由于电子与光场之间有能量交换.在这种情况下.系统是封闭的.这些结果也体现了光的波粒二象性.第六章是该论文的结束语,简单的对该论文作了总结,并为今后的工作提出建议.
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