阈上 过程中光电子角分布的精细结构

应用非微扰散射理论并考虑自发辐射，研究了阈上电离过程中光电子的角分布。由于自发辐射的影响，电子的角分布具有精细结构，成功地解释了Nandor等人的实验观测。     

用波动光学研究X射线激光传播与放大过程

采用放大自发辐射模型，利用快速傅里叶变换解傍轴波动方程，考虑衍射，折射和增益饱和，编制了Ｘ射线激光在多靶中传播与放大的波动光学和程序ＸＷＡＶＥ，给出了Ｘ射线激光的空间分布，角分布和空间相干性的结果。计算结果与多靶实验所给出的增益系数和发射角结果相符合。     

几何光学近似下X光激光的三维传播与放大

 采用放大自发辐射(ASE)模型何光学近似,在考虑折射效应而不考虑饱和 ,用几效应和等离子体老化的情况下,编制了单靶三维光路计算程序,给出了出射X射线激光的强度角分布和空间分布。在线聚焦等离子体线宽方向尺寸有限和横向密度梯度为0的条件下,研究了X光激光传播放大特性,重新审视了计算横向发射角时所用的公式。     

金属镜面上纳米光学天线阵列自发辐射增强与定向辐射

本文提出一种金属镜面上纳米光学天线阵列结构,天线采用金纳米立方体,单个点辐射源位于天线和金镜面之间的纳米间隙内.天线和金镜面之间的纳米间隙支持间隙表面等离激元,能够增强自发辐射速率;同时,周期排布的纳米天线支持表面晶格共振(surface lattice resonance, SLR),通过适当设计阵列周期,可实现沿垂直于基底方向的远场定向辐射.本文结合阵列扫描法(array scanning method, ASM)和全波严格数值方法,计算了辐射源的自发辐射速率.对于远场辐射强度角分布的计算,本文给出了互易定理方法的严格表述和证明过程,该证明过程不同于已有文献中的证明过程,对于无限大周期结构具有更严格的适用性,或者具有更低的计算量.本文提出的天线结构和设计方法可用于指导设计高速、高亮度、定向辐射光源.     

激光器泵浦的波导染料放大器的研究

本文对波导染料自发辐射放大器进行了理论和实验研究。利用矩形波导模型求出波导模式、放大自发辐射阈值、放大自发辐射的近场及远场光强分布。实验获得放大自发辐射的远场光斑图样与理论计算比较基本一致,并对放大自发辐射输出特性进行研究。     

掺铒光纤自发辐射特性研究

本文对掺铒光纤的自发辐射特性进行了研究,分析了掺杂铒离子光纤的吸收截面、辐射截面、自发辐射谱、净增益系数等的特性,以及在掺铒光纤中,泵浦功率、自发辐射功率、光纤长度、自发辐射谱之间的关系,并用单色仪和波长为1.48um的InGaAsP半导体激光器测试了国产掺铒光纤的吸收谱和它的自发辐射谱。     

含石墨烯二维金属结构中的自发辐射研究

研究原子在金属结构中的自发辐射时引入单层石墨烯薄膜,利用石墨烯特殊的光电特性来调控原子的自发辐射率.推导了局态密度与自发辐射率的格林函数表示形式,并结合频域有限差分方法进行了数值模拟.分析结果表明:随着化学势的增大,自发辐射波峰出现蓝移现象,且自发辐射率波峰得到增强,理论上实现了原子自发辐射率峰值位置与幅度的调制.研究结果可以为新型纳米器件及光电子设备的制造和优化提供参考.     

准分子激光器放大自发辐射特性的研究

本文考虑了XeCl激光振荡器中放大自发辐射对阈值条件和输出特性的影响,建立了激光和放大自发辐射归一化光通量的耦合输运方程,求得激光和放大自发辐射光通量分析和输出功率的解析表达式。结果表明:(1)放大自发辐射的存在增加了激光的阈值增益;(2)随着腔的Q值的提高,放大自发辐射的输出减弱;(3)适当地选取腔镜的反射率,即可有效地抑制放大自发辐射,从XeCl准分子激光器空间相干性的测量证实了上述结果。     

介质加载型表面等离子体波导中发光粒子的自发辐射特性

研究了介质加载型表面等离子体(DLSPP)波导中发光粒子的自发辐射特性。通过经典偶极子近似,给出了发光粒子在SPP波导任意位置处的自发辐射速率与自发辐射耦合成表面等离子体(SPP)导波模概率的计算方法;采用有限元法(FEM)模拟计算了单模DLSPP波导中若丹明6G(R6G)发光粒子的自发辐射速率和自发辐射耦合成SPP模式的概率。模拟结果表明,在DLSPP波导中,当发光粒子距金属界面较近时,自发辐射速率大幅增强,当远离金属界面时,自发辐射速率降低并趋于真空中的值;同时,DLSPP波导中发光粒子自发辐射耦合成SPP模式的概率也与其位置相关,当处在波导截面中心位置时,自发辐射耦合成SPP导波模的概率可高达70%。基于上述模拟结果,指出通过优化发光粒子在截面上的掺杂分布,可以提高截面上平均粒子数反转度,也可以提高截面上发光粒子自发辐射耦合成SPP导波模的总效率。     

线偏振激光场中原子的多光子电离的光电子角分布研究

非微扰量子电动力学的发展使我们可以利用精确的波函数和非微扰的散射理论来研究多光子电离问题.文章作者及其合作者发展了光电子角分布的处理方法,利用复合相位Bessel函数来表征光电子的跃迁几率幅,将光电子的角分布与复合相位Bessel函数直接联系起来.研究发现,复合相位Bessel函数的性质决定了光电子角分布的主要特点及其随激光强度、频率以及光电子能量的演化.该理论不但证实了实验上已经观测到的各种光电子角分布,而且还预言了实验上尚未观测到的光电子角分布,确立了光电子角分布的标度定律.     

Simulation of above-threshold ionization experiments using the strong-field approximation

Recently performed above-threshold ionization (ATI) experiments with noble gases allow the determination of the complete energy and angular distribution of the emitted photoelectrons. In order to simulate such experiments, we have generalized our numerical code for the calculation of ATI spectra in order to achieve a realistic simulation of ATI of the noble gases He, Ne, Ar, Kr, and Xe. Our method is based on an improved version of the strong-field approximation and includes focal averaging. A semiclassical analysis of the dependence of the cutoff law on the photoelectron emission angle is presented. The effects of channel closings on the high-energy spectra are analyzed.     

高阶阈值上电离的量子电动力学理论

用非微扰量子电动力学理论研究一个由再散射产生的高阶阈值上电离（ATI）.利用形式散射理论给出了高阶ATI谱的解析形式，并且讨论了在高阶ATI中不同ATI通道的干涉效应和光电子以不同角度入射时的高阶ATI谱. 关键词： 阈值上电离 再散射 跃迁概率     

Probing time delay of strong-field resonant above-threshold ionization

The high-resolution three-dimensional photoelectron momentum distributions via above-threshold ionization(ATI)of Xe atoms are measured in an intense near circularly polarized laser field using velocity map imaging and tomography reconstruction. Compared to the linearly polarized laser field, the employed near circularly polarized laser field imposes a more strict selection rule for the transition via resonant excitation, and therefore we can selectively enhance the resonant ATI through certain atomic Rydberg states. Our results show the self-reference ionization delay, which is determined from the difference between the measured streaking angles for nonadiabatic ATI via the 4 f and 5 f Rydberg states, is 45.6 as. Our method provides an accessible route to highlight the role of resonant transition between selected states, which will pave the way for fully understanding the ionization dynamics toward manipulating electron motion as well as reaction in an ultrafast time scale.     

阈上电离与高次谐波

通过数值求解一维含时薛定锷方程，研究阈上电离与高次谐波随激光强度的变化关系，结果表明，两者具有相同的特性，都具有平台区和截止位置，但两者又有差别，较低激光强度作用下，谐波谱有平台而光电了能谱为单调下降的，激光强度较高时，两者都平台，对应的平台区和截止位置相同。     

利用双色激光场下阈上电离谱鉴别H3^2+两种不同分子构型

我们最近证明,利用红外和深紫外双色激光场,SF6分子的结构信息可以通过其电离谱上的相干条纹获得[arXiv,1912.08499(2019)].在本文中,我们利用该方法考察了两种不同几何结构的分子离子H32+ 在激光场中的直接阈上电离(ATI)过程.通过与单色激光场中电离谱的比较发现,双色激光场的电离谱可以分辨分子的不同几何结构.由相干条件导出的公式可以很好地解释直接ATI动能谱和动量谱中的干涉条纹.此外,还发现通过改变分子核间距或改变激光强度可以改变电离谱的形状.由此可以推断,双色激光场诱导的ATI谱具有鉴别分子不同构型的能力,对复杂分子的几何结构成像具有一定的参考意义.     

强激光场阈上电离理论

本文提出一种统一的阈上电离理论。根据该理论,可以定量描述较真实的原子阈上电离过程并能清楚地阐明实验观测的阈上电离现象。该现象可理解为前后相继的两个过程:(1)先从无场的初态吸收N个光子而到场缀末态的量子跃迁过程。(2)欲定量描述实验测量,还需考虑光电子逃离光场时与光场相互作用的“后作用效应”。该“后作用效应”是由非均匀激光场所形成的无质动力所引起的经典物理过程。 关键词：     

Interference oscillations in the angular distribution of laser-ionized electrons near ionization threshold

We analyze the two-dimensional momentum distribution of electrons ionized by few-cycle laser pulses in the transition regime from multiphoton absorption to tunneling by solving the time-dependent Schr?dinger equation and by a classical-trajectory Monte-Carlo simulation with tunneling (CTMC-T). We find a complex two-dimensional interference pattern that resembles above threshold ionization (ATI) rings at higher energies and displays Ramsauer-Townsend-type diffraction oscillations in the angular distribution near threshold. CTMC-T calculations provide a semiclassical explanation for the dominance of selected partial waves. While the present calculation pertains to hydrogen, we find surprising qualitative agreement with recent experimental data for rare gases [A. Rudenko, J. Phys. B 37, L407 (2004)].     

High-Order Above-Threshold Ionization of H2+ in Intense Laser Field

The nonperturbative quantum electrodynamies method proposed by Fu et al. [Phys. Rev. A 75 （2007） 063419] is employed to study the high-order above-threshold ionization （ATI） of a diatomic molecule. Based on this frequency-domain theory, the high-order ATI process can be regarded as ATI followed by laser-assisted collision, where the total transition amplitude is the coherent summation of the contributions from each ATI channel. The angular-resolved ATI spectrum, which agrees with the results by Becket et al. based on the time-domain method, is obtained by this frequency domain theory. Furthermore, it is demonstrated that the interference characteristics representing the molecular structure in the ATI spectrum originates from the recollision of the electron with two-centre ion in each ATI channel.     

真实脉冲激光作用下的原子超阈值离化

在文献[18]的基础上进一步讨论真实脉冲激光作用下的原子超阈值离化,在考虑了初始离化时刻的影响后,结果清楚地表明,随激光脉宽减小而产生峰红移,以及同时出现的离化电子谱峰的增宽现象.     

Phase-dependent effects of a few-cycle laser pulse

The Keldysh theory of above-threshold ionization (ATI) is applied to few-cycle laser pulses in order to explore the potential of a recently published new method to measure "carrier-envelope phase difference" phenomena. In this experiment, the carrier-envelope phase difference dependent left-right asymmetry of few-cycle ATI was measured and investigated with a correlation technique. Here, we explore spectral features of the asymmetry, present a theoretical analysis of the experiment, and establish a method to determine the duration of few-cycle pulses whose carrier-envelope phase differences are not controlled.