双色激光场对氢原子高次谐波的影响

为了深入研究高次谐波产生的多光子过程,使用劈裂算符结合拟谱的方法对氢原子在双色强激光场中的高次谐波辐射作了数值模拟计算,结果显示,当附加一适当双色激光场时,高次谐波谱的平台区大幅提高和展宽.根据计算结果提出的混合跃迁道理论,成功解释了高次谐波谱所呈现的细节特征.     

任意偏振双色相干场高次谐波

系统地研究了任意偏振双色相干场高次谐波，结果表明单个圆偏振光不能产生高次谐波，在适当的条件下，某些谐波可以部分或完全消失，而某些谐波可以得到加强，产生更高次谐波高转换效率的条件是双色线偏振场的结合。     

原子在双色组合场中产生高次谐波的转换效率与激光波长的关系

利用分裂算符法求解速度规范下的含时薛定谔方程,研究了一维氦原子处于单色红外场、红外场与紫外场形成的双色组合场中产生的高次谐波谱,分析了在截止位置附近高次谐波的转换效率与激光波长(800—2000 nm)的关系,发现在双色组合场驱动下截止位置附近高次谐波的转换效率随波长的变化为η(λ)∝λ^－x,其中〈x〉的数值取决于激光场的强度,但是只要选取合适场强的组合场就能提高截止位置附近高次谐波的转换效率. 关键词： 双色组合场 分裂算符 高次谐波 转换效率     

双色场中氦离子高次谐波的保结构算法研究及应用

 通过数值求解含时Schr ö dinger方程,研究了氦离子在不同双色场下的高次谐波。结果显示,尽管倍频光强度仅为基频光的1/10,高次谐波辐射却发生了极大变化。虽然谐波级次推进不多,但效率大大提高了,平台区平均提高103倍,高倍频光对应的高次谐波产生效率提高104~105倍。氦离子在添加倍频光的双色场作用下高次谐波产生效率极大提高的原因是：倍频光极大地加快了电子电离到连续态及返回基态这一过程,使辐射出的高次谐波光子数大大增加,该初步阐释可为高次谐波真正应用到实际中提供一些理论启示。     

原子在红外激光场中产生高次谐波及阿秒脉冲随波长的变化规律

利用强场近似理论,研究了在长波红外激光场(波长800—2000 nm)驱动下氢原子产生的高次谐波,分析了在截止位置附近高次谐波的转换效率随激光波长的变化规律.发现在截止位置附近原子发射高次谐波的转换效率比平台区域的转换效率低,但获得的阿秒脉冲的宽度会随波长的增大而缩短. 关键词： 强场近似 高次谐波 阿秒脉冲     

双色激光场中高次谐波转化效率的提高

采用渐近边界条件和辛算法数值求解双色激光场与模型P?schl-Teller势相互作用的含时Schr?dinger方程，计算了电离概率、平均位移、高次谐波以及跃迁概率；数值结果显示添加6倍频光的双色激光场能使高次谐波转化效率明显提高.分析了双色激光场极大地提高高次谐波转化效率的机理，并且通过对产生特定级次谐波的跃迁概率的计算，给出高次谐波转化效率提高的具体数值. 关键词： 渐近边界条件 辛算法 双色激光场 高次谐波     

偶次和半整数次谐波的产生

用数值求解一维含时薛定谔方程的方法计算了由频率分别为ω及１．５ω的激光组成的双色场２作用下的模型原子产生的高次谐波谱。发现由于双色场的相干效应,在其谐波谱中不仅产生了奇次谐波,还产生了偶次谐波和半整数次谐波。分析了各次谐波产生的原因以及对谐波转化效率产生影响的主要因素。     

一维μ介子模型原子的超强场高次谐波发射

本文提出了一个一维μ介子原子模型,用数值积分方法求解了在超强激光场作用下该模型原子的含时Schrdinger方程,得到了它的高次谐波发射谱.该谱表明,借助于这一奇异原子模型,可将相干辐射由XUV波段推向γ-射线波段.针对这个体系的高次谐波发射效率低的缺点,引入双色场后使发射效率提高了两个数量级.     

利用三色组合脉冲激光获得孤立阿秒脉冲发射

孤立阿秒脉冲因可以跟踪和控制原子及分子内电子的运动过程而备受关注.本文从理论上开展了氦原子在3束飞秒脉冲激光组合场辐照下产生的高次谐波和阿秒脉冲辐射的研究.组合激光场由16 fs/1600 nm,15 fs/1100 nm和5.3 fs/800 nm的钛宝石脉冲构成.与前两束脉冲合成的双色场产生谐波谱相比,附加钛宝石脉冲的三色场产生的高次谐波发射谱呈现出高转换效率及宽带超连续特性,超连续谱范围覆盖从230—690次谐波,傅里叶变换后实现了128 as高强度孤立短脉冲的产生.该结果归因于合成的三色场呈现出高功率及少周期的中红外飞秒脉冲激光特性,可以有效控制原子电离以及复合发生在中红外飞秒脉冲的一个有效光学周期内.     

利用正交偏振双色场产生孤立阿秒脉冲

利用强场近似理论开展了正交偏振双色场与氦原子相互作用产生高次谐波和阿秒脉冲的理论研究。正交偏振双色场由少周期的4 fs钛宝石驱动脉冲激光和与它偏振方向垂直的8 fs倍频控制脉冲构成。研究发现,通过合理选择两束脉冲之间的相对相位,能够控制高次谐波发射过程中长、短电子轨道的选择。当相对相位调整为1.2π时,平台谐波主要来自短轨道电子的贡献,由于其运动时间短、波包扩散少,且没有与长轨道电子谐波产生干涉,沿驱动脉冲电场方向的高次谐波谱具有较高强度和较小调制幅度的超连续平台区,通过对第120次到第180次超连续谐波进行傅里叶变换,可产生脉宽为54 as的高强度孤立阿秒脉冲。所提方案对组合脉冲相对相位的选取要求并不严苛,在0.3π的变化范围内皆可获得脉宽较短的孤立阿秒脉冲,同时控制脉冲电场强度的变化对上述数值模拟结果的影响也很小。     

Effect of electron correlation on high-order harmonic generation in helium model atom

High-order harmonic generation (HHG) of a helium model atom in an intense laser field has been numerically investigated. The influence of electron correlation on HHG is analysed by changing the strength between the electrons. The numerical results show that as the electron interaction strength becomes small, the first ionization energy increases rapidly, which results in the decrease in ionization. So the conversion efficiency of the high harmonic lying in the plateau decreases greatly, while the cutoff harmonic order in the harmonic spectrum increases.     

在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波的发射

本文提出了一种在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波发射效率的方法. 我们首先通过在800nm基本激光脉冲上添加一束控制激光脉冲在理论上得到双色合成激光场;其次,通过求解一维含时薛定谔方程,计算得到了体系处于不同初始态时的高次谐波谱,并结合时频分布图对其微观机理进行分析. 计算结果表明,使用相干叠加态作为体系的初始态,通过调节两束激光的相对相位可以有效实现提高高次谐波的发射效率的目的.     

在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波的发射

本文提出了一种在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波发射效率的方法.我们首先通过在800 nm基本激光脉冲上添加一束控制激光脉冲在理论上得到双色合成激光场;其次,通过求解一维含时薛定谔方程,计算得到了体系处于不同初始态时的高次谐波谱,并结合时频分布图时其微观机理进行分析.计算结果表明,使用相干叠加态作为体系的初始态,通过调节两束激光的相对相位可以有效实现提高高次谐波的发射效率的目的.     

晶体环境下高次谐波谱的截止频率分析

通过数值求解中红外飞秒光脉冲与一维单电子多阱势相互作用的含时薛定谔方程, 研究了晶体环境下的高次谐波发射光谱, 发现了晶体谐波谱的截止位置公式.研究发现, 不同于气体环境下的谐波谱截止频率规律, 晶体谐波谱的截止频率与激光电场的峰值振幅及晶格参数成线性关系. 鉴于准经典力学的三步模型对于气体谐波截止频率的解释, 进一步采用准经典力学方法验证了晶体谐波截止位置规律的正确性. 关键词： 中红外飞秒光脉冲 晶体 高次谐波 截止频率     

Attosecond pulse trains generated using two color laser fields

We investigate the spectral and temporal structure of high harmonic emission from argon exposed to an infrared laser field and its second harmonic. For a wide range of generating conditions, trains of attosecond pulses with only one pulse per infrared cycle are generated. The synchronization necessary for producing such trains ensures that they have a stable pulse-to-pulse carrier envelope phase, unlike trains generated from one color fields, which have two pulses per cycle and a pi phase shift between consecutive pulses. Our experiment extends the generation of phase stabilized few cycle pulses to the extreme ultraviolet regime.     

两束同色激光场和中红外场驱动氦原子在等离激元中产生的单个阿秒脉冲

通过数值求解一维氦原子由两束同色激光场和中红外形成组合场中的含时薛定谔方程,研究了氦原子在纳米等离激元中发射高次谐波的性质以及合成阿秒脉冲的特点.研究表明,在等离激元中氦原子在组合场驱动下发射的高次谐波相对于均匀场情况下截止位置会得到明显扩展,但等离激元对处在连续态电子的吸收效应会对高次谐波截止位置影响较大,通过改变激元的相对位置能明显提高其中一个轨道对谐波的贡献,抑制另一些电子轨道的贡献.经典分析表明,两个电子轨道发生并合,从而实现单个阿秒脉冲的输出.与原子在均匀场驱动的情况相比,阿秒脉冲的宽度明显缩短,最短可实现28 as的单个脉冲输出.     

Analysis of broadband third harmonic generation with non-collinear angular dispersion in KDP crystals

A new scheme with non-collinear sum frequency generation (SFG) process of broadband third harmonic generation (THG) with two KDP crystals (one doubler and one mixer) using angular dispersion was proposed. The principle of broadband harmonic generation with non-collinear angular dispersion was presented. The comparison between the schemes of non-collinear and collinear SFG process was performed. The effects of the angular dispersion on the conversion efficiency, the pulse shape and the spectrum of the third harmonic field were discussed. The results show that, if proper angular dispersion is added to the fundamental and the second harmonic field outside the mixing KDP crystal, respectively, the broadband third harmonic conversion efficiency can be improved significantly. However, the difficulty of this scheme arises due to the requirement of two gratings with different angular dispersion outside the mixer. With the new scheme, it can be simpler that only one grating is needed to realize the broadband phase matching in the non-collinear SFG process. Although the fundamental and the second harmonic field inside the mixing crystal are non-collinear except the center wavelength, a blazing grating with proper angular dispersion for the fundamental field (twice as that for second harmonic field) can yield the well compensation for phase mismatching in the SFG process. Consequently, the conversion efficiency and the characteristics of the third harmonic field for the broadband third harmonic generation can be improved significantly.     

Multi-photon resonance enhanced super high-order harmonic generation

This paper proposes highly charged ions pumped by intense laser to produce very high order harmonics.Numerical simulations and full quantum theory of Ne 9+ ions driven by laser pulses at 1064 nm in the power range of 10 9 W/cm 2 ～ 10 15 W/cm 2 show that the emission spectrum corresponds to the electronic transitions from the excited states to the ground state,which is very different from the spectrum of general high-order harmonic generation.In such situation,harmonic order as high as 1000 can be obtained without producing lower order harmonics and the energy conversion efficiency is close to general high order harmonic generation of hydrogen atom in the same laser field.     

等离子体密度标长对高次谐波转换效率的影响

通过等离子体粒子模拟研究了在强激光与等离子体相互作用产生高次谐波的过程中,等离子体密度标长对转换效率的影响,计算了在不同密度标长下p偏振非相对论强度激光与高密度等离子体相互作用产生高次谐波的转换效率,发现等离子体密度标长对转换效率有重要的影响,这种影响与谐波级次,等离子体密度,激光脉冲宽度有关。