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.     

正交偏振双色激光场作用下生成的孤立阿秒脉冲

我们理论研究了正交偏振双色激光场作用下的高次谐波发射和孤立阿秒脉冲的产生.当y方向加一束中红外激光脉冲(12.5 fs/2000 nm),x方向加一束强度较弱的激光脉冲(12 fs/800 nm)时,我们得到从250 eV到350 eV的超连续谐波平台,在平台范围内叠加50 eV的谐波,可以得到一个脉宽约为97as的孤立阿秒脉冲. 通过时频分析,我们解释了高次谐波发射的物理机制.     

双色激光脉冲相位差对晶体发射高次谐波 的影响

通过数值求解双色激光场(基频场和二倍频场)与一维晶体相互作用的含时薛定谔方程,研究了晶体在双色激光脉冲驱动下发射高次谐波的特点.研究结果表明,晶体在双色激光脉冲驱动下发射的高次谐波第二平台强度相对于单色激光脉冲驱动下有显著提高,且随双色激光脉冲的相位差明显变化.进一步的研究发现,在双色激光脉冲其它参数保持不变的情况下,通过调节双色激光脉冲的相位差就能有效提高晶体发射高次谐波第二平台的产额,提高的幅度会随激光脉冲的宽度有所不同.     

利用超短紫外光源增强阿秒脉冲的强度

提出了一种利用超短紫外光源来增强阿秒脉冲强度的方法. 计算结果表明,当适当的加入一束125 nm光源到双色正交激光场时,不仅高次谐波的强度比原双色场时增强了2个数量级,而且选择单一的量子路径对谐波发射起作用,进而形成了一个152 eV的超长平台区. 随后通过激光参数的优化,发现激光脉宽和偏振角对于谐波强度的增强不太敏感. 最后,通过叠加谐波可获得脉宽仅为38 as 的孤立阿秒脉冲,其强度比原双色场情况下产生的阿秒脉冲增强了2个数量级.     

相干叠加态高次谐波发射的时间行为分析

本文研究了一维模型分子离子(初态为基态和一个激发束缚态叠加的相干态)在超强超短激光脉冲作用下的谐波发射谱.我们发现在高次谐波谱平台区域出现了周期性的结构变化.我们利用小波变换对谐波谱进行了暂态时间频率分析,结果表明该谐波结构产生的原因是由电离电子返回母离子时与不同束缚态复合而产生的谐波光脉冲之间相干叠加.同时采用半经典计算,对所得到的计算结果进行了分析,验证了我们的结论.     

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.     

使用多色合成激光场拓展高次谐波谱平台区域的宽度

本文提出了一种多色合成激光方案用来有效的提高高次谐波谱平台区域的宽度. 我们首先通过在800nm基本激光脉冲上添加一束或者两束控制激光脉冲在理论上得到双色以及三色合成激光场;其次,通过求解一维含时薛定谔方程,计算得到了在多色合成激光场条件下的高次谐波谱,计算结果表明,多色合成激光场方案可以有效的拓展高次谐波谱的平台区域;最后,我们结合电子的经典回碰动能分布以及时频分布,分析了在多色场条件下高次谐波谱平台区域拓宽的机理和微观机制.     

使用多色合成激光场拓展高次谐波谱平台区域的宽度

本文提出了一种多色合成激光方案用来有效的提高高次谐波谱平台区域的宽度. 我们首先通过在800nm基本激光脉冲上添加一束或者两束控制激光脉冲在理论上得到双色以及三色合成激光场;其次,通过求解一维含时薛定谔方程,计算得到了在多色合成激光场条件下的高次谐波谱,计算结果表明,多色合成激光场方案可以有效的拓展高次谐波谱的平台区域;最后,我们结合电子的经典回碰动能分布以及时频分布,分析了在多色场条件下高次谐波谱平台区域拓宽的机理和微观机制.     

利用三束中红外空间非均匀激光场产生超长平台区

数值研究了氦离子在三束中红外激光场下发射高次谐波以及阿秒脉冲的特点. 计算结果表明, 通过适当调节三束激光场的延迟时间和相位角, 不仅谐波发射的截止能量得到了延伸, 而且单一的量子路径也被选择出来对谐波发射起作用, 随后通过适当的引入空间非均匀参数,谐波截止能量得到了进一步扩展,形成了一个超长的1773eV的平台区. 并且我们发现当选择氦离子的基态和第一激发态为叠加初始态时,谐波的强度被增强了4-6个数量级. 最后, 通过叠加谐波谱上的谐波, 可获得一系列脉宽为32as左右的阿秒X射线光源. 并且这些光源的强度比氦离子基态作为初始态时增强了4-6个数量级.     

利用三束中红外空间非均匀激光场产生超长平台区

数值研究了氦离子在三束中红外激光场下发射高次谐波以及阿秒脉冲的特点. 计算结果表明, 通过适当调节三束激光场的延迟时间和相位角, 不仅谐波发射的截止能量得到了延伸, 而且单一的量子路径也被选择出来对谐波发射起作用, 随后通过适当的引入空间非均匀参数,谐波截止能量得到了进一步扩展,形成了一个超长的1773eV的平台区. 并且我们发现当选择氦离子的基态和第一激发态为叠加初始态时,谐波的强度被增强了4-6个数量级. 最后, 通过叠加谐波谱上的谐波, 可获得一系列脉宽为32as左右的阿秒X射线光源. 并且这些光源的强度比氦离子基态作为初始态时增强了4-6个数量级.     

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。     

Theoretical Study of High-Order Harmonic Generation From a Coherent Superposition State in a Chirp-Free Pulse Combined with a Chirped Control Pulse

In this paper, we theoretically investigate high-order harmonic generation (HHG) from a helium atom prepared in a coherent superposition state in a two-color laser field. Numerical results show that the emission efficiency of the harmonic spectrum in a coherent superposition state is enhanced by approximately eight orders of magnitude compared with the case of the ground state. In addition, the effect of the initial population of the excited state on the HHG is presented to reveal the physical origin of the enhancement of HHG. By adjusting the laser parameters of the driving pulse, such as the chirping parameter, the relative phase, and the intensity of the driving pulse, an ultrabroad continuum with a width of 275 eV can be observed. Finally, an isolated 12-as pulse is generated after phase compensation.     

双色高频激光作用下原子低阶次谐波的理论研究

通过数值求解含时薛定谔方程,研究了高频双色激光脉冲与原子相互作用产生的光辐射.研究表明,光辐射谱中既有基频光的谐波,又可观测到谐波能量附近的多个频率的光辐射产生,且辐射的峰值强度随着入射激光强度的提高呈指数增强,相邻辐射频率差值为入射的两束激光脉冲频率差.     

Enhancement of High-Order Harmonic Emission and Isolated 7-as Pulse Generation with Rydberg Atoms by Using a Two-Color Laser Field

An efficient method to enhance the harmonic efficiency and generate an isolated attosecond pulse is proposed by preparing the initial state as a coherent superposition of the ground state and a Rydberg state in a two-color laser field. By numerically solving the time-dependent Schrödinger equation, we found that for the superposition state with the optimal Rydberg state, not only is the harmonic efficiency enhanced significantly, but also the width of the continuous spectrum is extended. The ionization probability and the time-frequency distribution of the harmonic spectrum are also calculated to understand the physical origin of the enhancement of the harmonic spectrum. In addition, by adjusting the parameter of the laser pulse, a supercontinuum with both higher conversion efficiency and slighter modulation can be observed. As a result, an isolated 7-as pulse with a bandwidth of 495 eV can be obtained after phase compensation.     

三色圆偏振激光组合脉冲驱动氦原子产生椭圆偏振的阿秒脉冲

我们提出利用频率为ω,3ω和强度较弱的2ω组成的三色圆偏振激光组合脉冲驱动氦原子能够得到椭偏率较大的阿秒脉冲链的一种方法.通过强场近似方法,计算了氦原子在两色和三色圆偏振激光组合脉冲驱动下发射高次谐波谱及其合成阿秒脉冲链,比较了氦原子(初态为s态)在这两种情况下发射高次谐波谱的特点及其合成阿秒脉冲链椭偏率的大小,结果发现,在反旋的两色ω,3ω激光脉冲基础上加入了频率为2ω的第三色激光脉冲联合作用到氦原子上,所得到的阿秒脉冲链的椭偏率相对于双圆场情况下有所增加,通过调整ω,3ω激光的强度比,并且选择适当的第三色激光的强度,对初态为s态的原子,仍能够得到具有较大椭偏率的阿秒脉冲链.     

Isolated sub-30-attosecond pulse generation using a multicycle two-color chirped laser and a static electric field

We present a theoretical investigation of high-order harmonic generation in a chirped two-color laser field, which is synthesized by a 10-fs/800-nm fundamental chirped pulse and a 10-fs/1760-nm subharmonic pulse. It is shown that a supercontinuum can be produced using the multicycle two-color chirped field. However, the supercontinuum reveals a strong modulation structure, which is not good for the generation of an isolated attosecond pulse. By adding a static electric field to the multicycle two-color chirped field, not only the harmonic cutoff is extended remarkably, but also the quantum paths of the high-order harmonic generation （HHG） are modified significantly. As a result, both the extension of the supercontinuum and the selection of a single quantum path are achieved, producing an isolated 23-as pulse with a bandwidth of about 170.6 eV. Furthermore, the influences of the laser intensities on the supercontinuum and isolated attosecond pulse generation are investigated.     

The control of the electron quantum paths for the generation of isolated attosecond pulse using a three-color laser scheme

We theoretically propose a three-color laser scheme to enhance the high-order harmonic intensity and generate an isolated attosecond pulse. By adding a 3 fs, 1600 nm laser pulse to a synthesized two-color laser field (5 fs, 800 nm and 10 fs, 1200 nm), the harmonic intensity is effectively enhanced and an isolated attosecond pulse with duration 41 as is generated. In this scheme, the short trajectory is suppressed, the selection of the long quantum path can be achieved. We also investigate emission time of harmonics in terms of the time-frequency analysis and the semi-classical three-step model to illustrate the physical mechanism of high-order harmonic generation.