一维多原子分子离子与超短激光场作用产生的高次谐波

从经典方程出发，采用克兰克-尼科尔森中心差分法对一维多原子分子离子与一维超短强激光场相互作用产生的高次谐波进行了数值模拟计算，发现激光场的初始相位对高次谐波辐射谱有明显影响；通过进一步研究，给出了初步解释。从而，可以通过调节适当的激光初始相位和选取适当的系统来改善高次谐波的相位匹配，产生清晰的高次谐波辐射谱。     

靶源位置对强场高次谐波相位匹配的影响

为提高强激光场与惰性气体靶作用产生的孤立阿秒激光脉冲的能量,给出了一种实现高次谐波过程中最佳谐波相位匹配的定量实验方法。研究了气体靶源与高斯型驱动激光场聚焦点相对空间位置对谐波相位匹配及谐波产率的影响,得出了其最佳相位匹配位置始终位于驱动激光场聚焦点后3~5 mm,而在聚焦点之前的位置区域,严重的高次谐波相位失配导致谐波产率非常低。同时,在最佳相位匹配条件下,高次谐波场与驱动场具有相类似的空间强度分布特性,该结果印证了目前通常采用的高次谐波场为高斯光束的假设。     

相位匹配法在毛细管波导中产生高次谐波的分析

在理论上研究了超短强激光脉冲与毛细管中惰性气体相互作用产生高次谐波的最佳相位匹配条件,在计算中发现了特定级次 相位匹配中截止驱动光强的存在。分析表明要想使高次谐波获得相位匹配,需要超短脉宽的驱动脉冲以及电离能大的气体工作介质。讨论了毛细管波导中的强场高次谐波选择性并指出了改善谐波选择性的措施。     

超强频率梳激光场驱动下多光子共振谐波辐射的相位突变研究

本文从理论上研究了在双色频率梳激光场驱动下多光子谐波辐射光谱中的相位突变现象。我们利用Floquet理论非微扰地模拟了频率梳激光场与原子分子等量子系统的相互作用过程。谐波辐射信号是多光子偶极跃迁相干叠加的结果,通过调节频率梳激光场间的相对相位,可以相干地控制谐波辐射信号的强度。通过对谐波信号进行傅里叶变换,可以提取不同跃迁路径的相对相位信息。我们通过改变频率梳组激光场的强度和频率组分实现多光子跃迁频率,让其跨越共振跃迁频率时,谐波相位会发生突变。从而可以观测超强激光场驱动下量子系统共振跃迁频率的斯塔克能移。     

5fs驱动激光脉冲的高次谐波选择性优化

研究了在紧聚焦实验条件下, 采用5 fs激光脉冲与氩气相互作用产生的高次谐波特性. 通过优化系统色散、气体靶气压与位置等参数, 观察到在60–73 eV波段范围内高次谐波光谱接近一个量级的增强. 进一步通过对单原子模型和传播方程的数值求解及模拟相位匹配实验参数下高次谐波的产生过程, 发现相位匹配在所观察到的实验现象中起着关键作用, 得到了理论上与实验规律一致的结果. 关键词： 极紫外激光 高次谐波 超快光谱     

飞秒强激光脉冲驱动Ne高次谐波蓝移产生相干可调谐极紫外光实验研究

本文对不同气压以及入射激光强度下Ne相位匹配高次谐波的光谱蓝移特性进行了实验研究.利用气体盒装置,在谐波平台区域获得最大谐波蓝移为0.13 nm,在谐波截止区获得的最大蓝移为0.07 nm.实验结果表明,通过调节气体盒内气压以及入射激光强度,即改变气体盒中自由电子密度,有利于实现高次谐波光谱蓝移.     

飞秒激光脉冲在氮气中产生高次谐波的实验研究

报道了以氮气为介质产生高次谐波的实验结果。实验中主要研究了不同的气体密度、不同入射激光能量和不同偏振对高次谐波辐射强度及谐波级次的影响。并从理论上进行了定性分析。分析结果表明：要想得到较高次、较强的谐波辐射，必须反复进行实验，确定最佳的激光能量和气体密度，以减少由于自由电子密度的提高而导致的相位失配的影响。     

基于百太瓦级激光系统驱动的高能量13 nm波段高次谐波产生

利用百太瓦级激光系统在氖气(Ne)中得到基于高次谐波产生的极紫外脉冲。通过松聚焦结构在13 nm波段产生单级次单脉冲能量为13.5 nJ (13.1 nm波长)和11.1 nJ (13.5 nm波长)的高次谐波辐射,转换效率为3.6×10^-7和3.0×10^-7,谐波发散角的半高全宽为0.32 mrad和0.33 mrad。对含时薛定谔方程进行数值求解,得到单原子偶极发射谱,结合麦克斯韦方程组模拟传播效应,同时考虑气体对谐波的吸收效应,理论模拟得到的信号强度随气压和光强的变化趋势与实验结果基本符合。实现相位匹配的谐波光束质量很好,纵向空间分布为高斯型。结合相位匹配条件和空间分布的分析得到了目前激光参数下的最优相位匹配条件。这种基于高次谐波机制的高能量相干极紫外光源在作为自由电子激光的种子光源以及超快非线性实验和半导体工业检测等方面具有广阔的应用前景。     

晶体球中非相位匹配二次谐波产生及最佳聚焦条件

晶体球法是近年来在国际上发展起来的一种测量非线性系数的新方法。根据聚焦高斯光束二次谐波产生的孔径方程理论,分析了晶体球中的第Ⅰ类非相位匹配二次谐波产生过程,讨论了晶体球中第Ⅰ类非相位匹配二次谐波最佳聚焦参数的选择。报道了LiNbO3晶体球中皮秒激光脉冲抽运的相位匹配二次谐波实验。所得结果与理论预计相符。     

高次谐波辐射光子的能量-激光相位关系研究

原子在强激光电场中高次谐波辐射的理论与实验研究是当今科学前沿之一.利用量子力学理论和鞍点方法,细致地研究了高次谐波辐射光子的能量与激光相位的关系.对于时间宽度无限长激光,在一个激光周期内特定相位处产生的高阶辐射(X射线)有特定的能量.能量分布在7180°处成峰,有高斯形函数的对称形状.给出了这种分布的参数化公式.对于不同宽度的飞秒激光,能量分布的成峰位置、最大值和带宽等参数会发生变化.计算表明,三个振荡周期(半高宽)的飞秒激光,当载波-包络相位为175°和105°时,可以分别得到纯净的阿秒单脉冲和双脉 关键词： 超短脉冲激光 高次谐波产生 鞍点方法 能量相位关系     

半导体泵浦亚稳态惰性气体激光器理论建模与性能分析

建立了半导体泵浦亚稳态惰性气体激光器(DPRGL)速率方程模型,以Ar为例,仿真分析泵浦强度、亚稳态原子数密度以及增益介质长度对DPRGL工作性能的影响。结果表明:高泵浦强度(约kW/cm2)条件下DPRGL理论上具有大于55%的光-光效率;亚稳态原子数密度和增益介质长度对激光器性能影响具有等价性;实际中需综合优化泵浦强度、亚稳态原子数密度、增益介质长度等激光器参量以实现激光器最大的光光转换效率。     

非线性激光场中量子噪声之间的耦合效应

用二维气体激光模型对量子噪声的实部和虚部存在耦合的激光场进行了理论分析，通过福克－普朗克方程导出了定态激光光场强度和位相的分布函数，算出了定态激光强度和位相的平均值，方差和偏斜度，与量子噪声的两个分量为独立随机变量的激光场相比，噪声间的耦合极大地改变了激光场强度和位相的涨落，并引起了激光场强度与位相之间的耦合。     

Plasma effect on the phase matching of high harmonic generation

By optimizing the phase matching condition of high harmonic generation(HHG) from a supersonic neon gas jet,the enhanced HHG in the region of 60-70 eV has been selected.Three-dimensional numerical calculation shows that plasma plays a significant role in the phase matching process of HHG in a supersonic gas jet with short medium length.Due to plasma formation,the harmonic emission decays as the laser intensity reaches over 3.5 × 10 14 W/cm 2.The plasma induces the broadening and blue shift of the HHG spectra,which provides a method for fine-tuning the harmonic wavelength.     

抽运光强度对光学抽运重水气体产生THz激光的影响分析

利用半经典理论，对脉冲光学抽运重水气体产生THz激光信号过程进行分析，对其中抽运光强度与输出THz信号光之间的关系进行了数值计算和求解，结果表明，THz信号出射光强度跟抽运源入射光强度之间不满足简单的线性关系，而是呈现高阶的非线性关系.在工作介质腔长、气压和工作温度一定的条件下，存在最佳抽运光强度，在一定的抽运光强范围内，THz信号出射光强度与抽运源入射光强度的关系呈现近似线性的增长关系，抽运光能量和信号光能量之间的转换效率相对较高，当抽运光强超过一定值时，由于瓶颈效应的发生会导致THz输出信号的逐步减弱，并产生一定的频率调谐范围.     

Dynamics of resonant self-focusing on second harmonic generation of Gaussian laser beam in a rippled density plasma

Resonant second harmonic generation by a Gaussian laser beam in a rippled density plasma is studied using the moment theory approach. The nonlinearity arises through the relativistic mass effect and ponderomotive forces. The laser beam creates a plasma channel and gives rise to electron density perturbation at the laser frequency. The density perturbation beats with electron quiver velocity to produce second harmonics. The ripple provides phase matching and makes the process a resonant one. The second harmonic power efficiency is increased effectively with density ripple. Self-focusing causes enhancement in the efficiency of harmonic generation.     

激光波长对双色激光等离子体产生太赫兹波的影响

基于瞬态光电流模型研究了激光波长对双色激光等离子体产生太赫兹波的影响.通过理论计算证明:太赫兹信号随激光波长的增大而增强,其变化趋势不会因为双色激光强度、脉宽、相位差、强度比的变化而改变;太赫兹波的频谱不会因为激光波长的改变发生变化.分析了双色激光波长影响太赫兹辐射强度的原因,并利用自由电子密度和漂移电流密度阐明了该影响的内在物理机制.     

激发光线宽对原子光致漂移速率的影响

在光致漂移效应的研究中,激发光线宽会改变原子激发的速度选择性,进而影响漂移速率的大小.本文以原子光致漂移速率方程理论为基础,利用强碰撞模型描述原子与缓冲气体的碰撞作用,运用数值方法对速率方程进行求解计算,研究了激发光线宽对原子漂移速率的影响.研究结果表明,其他条件相同时,随着线宽的增大,漂移速率的值呈现先增大后减小的趋势.存在一个最佳的激发光线宽,使得原子的漂移速率达到最大值.最佳线宽与激发光功率密度、温度和缓冲气体压强有关.为了获得最佳的光致漂移效果,激发光应工作在最佳线宽条件下.当激发光线宽在最佳线宽附近波动时,设置激发光线宽略大于最佳线宽可减少线宽波动对漂移速率的影响,对获得较大漂移速率更为有利.     

气相光声激光磁共振

提出了气相光声激光磁共振的新方法,并作了理论解释.分别在光强调制和激光腔频调制下,首次测到了NO₂的光声激光磁共振谱.其灵敏度很高,在低浓度和高气压下优点尤为明显.