【摘 要】
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激光器的问世为研究和调控原子分子的运动提供了新的手段。为了实现对原子、分子内部电子运动过程的调控,需要获得频率更高,偏振可控的相干光源。利用反向双色圆偏振激光脉冲与原子相互作用产生的高次谐波辐射可以产生这样的光源。但是目前产生的高次谐波强度较低,为了优化谐波强度,需要对谐波产生的过程和机理进行深入分析。为此,本论文深入研究了氦原子在反向双色圆偏振激光脉冲作用下的谐波发射过程,重点分析势函数和电子的
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激光器的问世为研究和调控原子分子的运动提供了新的手段。为了实现对原子、分子内部电子运动过程的调控,需要获得频率更高,偏振可控的相干光源。利用反向双色圆偏振激光脉冲与原子相互作用产生的高次谐波辐射可以产生这样的光源。但是目前产生的高次谐波强度较低,为了优化谐波强度,需要对谐波产生的过程和机理进行深入分析。为此,本论文深入研究了氦原子在反向双色圆偏振激光脉冲作用下的谐波发射过程,重点分析势函数和电子的多次重碰过程对谐波发射效率的影响,具体包括以下两方面工作:(一)通过数值求解含时薛定谔方程模拟了氦原子在反旋双色圆偏振激光脉冲作用下的单电子响应过程。系统研究了不同的势函数模型对高次谐波的影响,发现谐波谱的极小值所在的能量位置跟所选势函数模型有关。通过分析周期内的量子轨迹,发现谐波谱的强度极小值的产生来源是不同的量子轨迹之间的干涉。在此基础上,系统地研究了长程势和短程势模型原子产生的谐波的椭偏度随驱动激光光强的变化,发现在多光子通道关闭对应的激光强度附近,产生的谐波强度有较大的改变。通过优选原子、分子靶,有可能产生强度较高的圆偏振谐波辐射。(二)研究了在反向双色圆偏振激光作用下原子的电离电子的多次重碰对高次谐波的影响。通过对yx、两个方向偶极矩的重新组合,将谐波发射谱中的左旋和右旋分开。在此基础上,研究了在激光脉冲幅值为0.096 a.u.,基频波长为1064 nm的反旋双色圆偏振激光脉冲驱动下氦原子谐波发射。发现该激光条件下原子产生的高次谐波光谱在43-50阶次能量范围出现了谐波效率增强现象。通过对谐波发射行为的时间频率分析,发现在这一频谱范围内,每个量子轨迹附近会有一个‘额外’的新的发射轨迹产生。进一步分析一个光学周期内波包演化、电子几率流速以及电离电子的经典轨迹,发现这一‘额外’的发射轨迹来源于电离电子波包的多次回核重碰。这一研究表明,可以通过对激光参数的调控,实现对电子多次重碰的调控,进而实现对高次谐波辐射强度的优化。
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