激光脉宽对谐波频移和振幅强度的影响

数值研究了激光脉宽对H_2~+和T_2~+谐波辐射的影响.计算结果表明:(i)对于谐波频移现象:在少周期激光场下,H_2~+和T_2~+谐波辐射呈现红移.随着激光脉宽增大,H_2~+谐波辐射呈现蓝移; T_2~+谐波辐射红移减弱.(ii)对于谐波振幅强度:H_2~+和T_2~+谐波辐射强度会随着激光脉宽增大而增强.但是,在少周期激光场下,H_2~+谐波截至能量附近的强度要大于T_2~+.在多周期激光场下,T_2~+谐波截至能量附近的强度要大于H_2~+.     

利用啁啾激光调制分子谐波信号

数值研究了啁啾激光驱动H_2~+辐射谐波的特点.结果表明,(1)在低强度和高强度激光驱动下,谐波光谱分别呈现红移和蓝移现象.引入正负向啁啾参数后,谐波频移和谐波辐射强度都可以得到调控.(2)谐波光谱在高强度激光驱动下呈现非奇次谐波.理论分析表明,非奇次谐波产生的原因是双H核频移不一致所导致的不对称相消干涉引起的.     

核运动对非奇次谐波产生的影响

理论研究了H2+、D2+、T2+辐射高次谐波的特点.结果表明,在核运动影响下,不仅奇次谐波呈现红移现象,而且谐波光谱呈现非奇次谐波.随着核质量增大,奇次谐波频移和非几次谐波强度都减弱.但是随着激脉宽增大,非奇次谐波的产生明显被增强.理论分析表明,谐波频移是由谐波辐射在激光上升和下降区间的非对称性导致的;非奇次谐波是由于分子对称性在较大核间距离处遭破坏产生的.     

空气中激光等离子体通道的三次谐波光谱特性研究

对不同条件下强激光在空气中形成等离子体通道的三次谐波光谱特性进行了研究。单脉冲能量12 mJ,脉宽30 fs,重复频率10 Hz,中心波长795 nm的飞秒激光脉冲经0.5 m焦距的凹面镜聚焦,在空气中形成了等离子体通道, 并在前 向观测到谱线半峰全宽（FWHM）为15 nm的三次谐波。随着脉冲啁啾的变化,三次谐波的光谱出现红移或兰移,当激光脉冲附带+1.3×105fs2的二阶色散时,三次谐波谱线红移且谱峰强度增长了两倍。同时 ,通过改变可编程声光色散滤波器（AOPDF）光谱调制的位置（Hole position）,三次谐波的光谱也发生频移。     

电荷共振增强电离和离解电离在H~+_2谐波辐射中的贡献

理论研究了电荷共振增强电离和离解电离在H~+_2谐波辐射中的贡献.结果表明:在少周期激光场下,谐波辐射只由电荷共振增强电离贡献产生,谐波光谱呈规则的奇次谐波.在多周期激光场下,谐波辐射由电荷共振增强电离和离解电离共同贡献产生,但是电荷共振增强电离在谐波辐射中起主要作用.并且低阶谐波呈现偶次谐波.最后,通过分析含时核运动,电离几率以及谐波辐射时频分析图解释了少周期和多周期激光场驱动H~+_2辐射谐波的过程.     

相位—啁啾调控对高次谐波光谱的影响

理论研究了在激光相位和啁啾调控共同影响下高次谐波光谱的变化。结果表明：当激光相位为0时,一阶啁啾调控使谐波能量延伸。二阶啁啾调控会呈现高强度谐波平台区。当激光相位为0.5π时,一阶啁啾调控可以获得连续平台区,但是强度较弱。在二阶啁啾调控下,谐波能量得到明显增大。通过谐波时频分析给出了不同激光波形下产生高次谐波光谱的原因。     

利用谐波光谱的伴线结构测量自生磁场

在飞秒激光与固体靶相互作用中,利用OMA光学多道分析谱仪,在靶前表面激光镜反方向测量了激光的二次谐波(2ω₀)光谱和三次谐波(3ω₀)光谱,观测到了红移的2ω₀光谱和3ω₀光谱的伴线结构。在激光功率密度为～1018 W·cm-2的条件下,通过2ω₀和3ω₀谐波光谱的伴线结构,回推出激光与等离子体相互作用中产生的自生磁场均小于1 MGs。随着激光功率密度的增大,谐波谱红移峰向长波方向移动,光谱同时发生展宽。分析认为,等离子体临界面的迅速膨胀是导致二次谐波和三次谐波红移的主要原因。随着预脉冲功率密度的增大,临界面膨胀速度增大,导致了谐波光谱峰更大的红移。自生磁场的测量为诊断临界面的运动方向和速度提供了新的依据。     

双色激光场作用下水的高次谐波光谱移动

通过求解长度规范下的半导体布洛赫方程,分析了液态水在双色场驱动下发射高次谐波光谱的特征。研究表明,通过调节双色场中基频和倍频脉冲的相对相位,高次谐波光谱呈现出周期性调制的特征。在一个调制周期内,奇次谐波会随着相对相位的增加发生红移,而产率先增大后减小。时域分析结果表明,光谱移动源于正负半周期之间发射高次谐波频谱的干涉效应。     

H_2~+分子双H核对高次谐波辐射的贡献

理论研究了H_2~+分子双H核对高次谐波辐射的贡献.结果表明:在少周期激光场下,由于激光场的反对称性,负向H核辐射谐波强度高于正向H核.随着激光脉宽增大,激光波形趋于对称,因此导致双H核辐射谐波的反对称结构减小.谐波辐射的时频分析图显示,当激光场为正向时(E(t)0.0),负向H核辐射谐波强度高于正向H核;当激光场反向时(E(t)0.0),正向H核辐射谐波强度高于负向H核.最后,通过分析含时电子波包及H_2~+的缀饰态给出了电子在双H核之间转移的原因.     

H2+分子双H核对高次谐波辐射的贡献

理论研究了H2+分子双H核对高次谐波辐射的贡献。结果表明：在少周期激光场下，由于激光场的反对称性，负向H核辐射谐波强度高于正向H核。随着激光脉宽增大，激光波形趋于对称，因此导致双H核辐射谐波的反对称结构减小。谐波辐射的时频分析图显示，当激光场为正向时(E(t) > 0.0)，负向H核辐射谐波强度高于正向H核；当激光场反向时(E(t) < 0.0)，正向H核辐射谐波强度高于负向H核。最后，通过分析含时电子波包及H2+的缀饰态给出了电子在双H核之间转移的原因。     

附加谐波脉冲生成强的39阿秒孤立脉冲

采用多周期800 nm激光组合它的27次谐波脉冲生成超短、宽频的孤立阿秒脉冲.研究表明,脉宽为1 fs的27次谐波脉冲可以有效地控制电子动力学过程.将其加入到单色激光场的特定时域,可以控制电离概率在半个光学周期内迅速提升,使得谐波的转化效率相对于单色场情形增强4个数量级,并实现单一的短量子路径选择,出现频宽为108 eV的超连续辐射谱,叠加该连续谱140次到210次谐波获得了脉宽为39as的强、短孤立脉冲.与文献[7]中采用5 fs/800 nm激光附加紫外阿秒脉冲的方法相比,该方案生成的连续谱频带增宽一 关键词： 组合激光脉冲 连续辐射谱 阿秒脉冲     

Simulation of a chirped femtosecond relativistic laser pulse interaction with underdense plasma by using a hydrodynamic approach

A chirped laser pulse indicates that the laser frequency changes over the duration of the pulse: a positively (negatively) chirped pulse implies that the laser frequency increases (decreases) with time. In this paper, we use a simplified, fully relativistic hydrodynamic approach to simulate the influence of chirp on the propagation of a femtosecond relativistic laser pulse in underdense plasma. Based on this simplified cold‐fluid model, the influence of chirp on the main dynamics of the laser pulse, such as self‐steepening, red‐shift in the leading edge, variation of the frequency chirp, and the generated wakefields can be studied self‐consistently. The simulation results show that a pulse with a positive chirp results in a larger increment in the intensity parameter a₀ when propagating a certain distance into an underdense plasma compared with an un‐chirped and a negatively chirped pulse, which is largely because of a much greater forward shift of the peak amplitude and more severe pulse self‐steepening effect due to the frequency red‐shift at the leading edge when exciting a plasma wave. The ponderomotive force, which relates to the first‐order differential of the laser pulse intensity envelope, is expected to be stronger for a positively chirped pulse because of its steeper leading edge and larger intensity parameter a₀. As a result, the wakefield driven by the positively chirped laser pulse is more intense than that driven by an un‐chirped and a negatively chirped laser pulse, which is confirmed by our self‐consistent hydrodynamic simulation.     

Spectral characteristics of interaction between a short intense laser pulse and ionizable gas

An expression for the mean-square frequency of a short intense laser pulse passing through an ionizable gas is derived for arbitrary 3D irradiation and observation geometries and pulse intensity. It is found that the resulting blue shift depends on the lasing intensity at the instant of ionization and on the ionization energy loss. Taking into account stimulated Raman backscattering increases the predicted value of the blue shift.     

LD侧面抽运Nd:YAP腔内三倍频蓝光激光器

研制了一台LD侧面抽运Nd:YAP腔内三倍频447.1 nm脉冲蓝光激光器.采用列阵高频激光二极管侧面抽运Nd:YAP晶体,使用V型折叠腔,LN晶体电光调Q,输出高峰值功率的1 341.4 nm偏振基频光.选取KTP晶体Ⅱ类临界相位匹配倍频,获得670.7 nm红光.使用LBO晶体Ⅰ类临界相位匹配把670.7 nm的倍频光与1 341.4 nm的基频光进行和频,获得三倍频447.1 nm的蓝光输出.实验结果表明：优化后的V型折叠腔,可提高非线性转换效率,在平均抽运功率92.4 W时,获得了平均功率887 mW、峰值功率17.7 kW、脉宽50 ns的偏振蓝光输出,光-光转换效率为0.96%.     

Tunable spectral shift of high-order harmonic generation in atoms using a sinusoidally phase-modulated pulse

High-order harmonic generation (HHG) from an atom illuminated by a sinusoidally phase-modulated pulse is investigated by solving the time-dependent Schrödinger equation. The spectral shift that occurs in atomic HHG can be achieved easily using our laser pulse. It is shown that the photon energy of the generated harmonics is controllable within the range of 1 eV. The shift of the frequency peak position is rooted in the asymmetry of the rising and falling parts of the laser pulse. We also show that by varying the phase parameters in the frequency domain of the laser one can adjust and control the shift in atomic harmonic spectra.     

高频激光脉宽对原子光电子发射谱的影响

采用广义含时伪谱方法数值求解原子在激光脉冲作用下的动量空间含时薛定谔方程,研究了高频激光脉宽对原子光电子发射谱的影响.数值模拟表明,随着激光脉冲宽度的增加,光电子谱干涉结构的振荡幅值逐渐减小,其最大峰值的强度和位置取决于产生有效电离的最大即时强度.通过分析光电子谱的变化规律能进一步加深对高频强场电离产生的动力学干涉效应的理解.     

理论研究激光强度对H2+分子高次谐波产生的影响

本文通过求解非波恩-奥本海默近似条件下的一维含时薛定谔方程来研究脉冲强度对H₂⁺分子高次谐波的影响.由于干涉相消,在啁啾激光场的条件下在谐波谱中出现了干涉最小值.我们用全量子方法计算的时频分布图分析了分子高次谐波产生中的微观机制.此外,数值计算结果显示随着脉冲强度的增加电子的有质动力势随之增加,同时干涉最小值的位置移向谐波的高阶部分.