强激光场中模型氢原子和真实氢原子的高次谐波与电离特性研究

利用数值方法求解含时薛定谔方程，研究了一维、二维模型氢原子和真实的三维氢原子在强激光场中产生的高次谐波和电离特性.结果表明，在多光子电离区域和过垒电离区域，模型氢原子与真实的氢原子产生的高次谐波和电离概率差别很小；在隧道电离区域，它们产生的高次谐波的平台特征和截止位置相似，电离概率随时间变化的趋势相近，但其数值有明显的差异.对产生这种差异的原因进行了分析. 关键词： 强激光场 高次谐波 电离概率     

强激光场中模型氢原子和真实氢原子产生高次谐波的比较

通过数值求解原子在强激光场中的含时薛定谔方程,研究了有库仑奇点和无库仑奇点的一维模型氢原子和三维真实氢原子产生高次谐波的特性.结果表明,有库仑奇点和无库仑奇点的一维模型氢原子和三维真实氢原子产生高次谐波的截止位置相同,但是高次谐波强度变化特征明显不同,进一步的研究表明,无库仑奇点的模型氢原子产生的高次谐波谱相对变化趋势与三维真实氢原子的高次谐波谱变化趋势是完全一致的.     

强激光场中模型氢原子和真实氢原子产生高次谐波的比较

通过数值求解原子在强激光场中的含时薛定谔方程,研究了有库仑奇点和无库仑奇点的一维模型氢原子和三维真实氢原子产生高次谐波的特性。结果表明,有库仑奇点和无库仑奇点的一维模型氢原子和三维真实氢原子产生高次谐波的截止位置相同,但是高次谐波强度变化特征明显不同,进一步的研究表明,无库仑奇点的模型氢原子产生的高次谐波谱相对变化趋势与三维真实氢原子的高次谐波谱变化趋势是完全一致的。     

强激光场中的原子电离

按照激光场的强度，原子与强激光场的相互作用可以大致分成几个典型区域，文章概述了不同区域内民离的基本特征和相应的理论模型，重点介绍了描述强场电离程的准静态理论，并讨论了各种理论的适用范围。     

强激光场中模型氢原子的势函数对产生高次谐波强度的影响

在保证一维模型氢原子基态能量不变的前提下,通过构造一个可调参数的势函数,研究了在单个周期和多个周期激光作用下,取不同参数势函数一维模型氢原子产生的高次谐波谱规律.结果表明,在过垒电离区域,一维模型氢原子的高次谐波强度与势函数势阱的深度有关,与势函数是否存在库仑奇点没有直接关系. 关键词： 强激光场 一维模型氢原子 势函数 高次谐波     

基态分子波函数对N2分子在强激光场中产生高次谐波的影响

在强场近似下,利用简单的近似波函数作为分子基态最高占据轨道的波函数,研究了N₂分子在强激光场中产生高次谐波的特性,并将结果与用精确的分子波函数作为基态波函数得到的结果进行了比较.结果表明,采用这两种不同的分子基态波函数得到的高次谐波在分子轴与激光偏振方向间的夹角较小时符合得很好,而在夹角较大的情况下,两者的结果差异较大.通过分析不同波函数所给出的电子密度分布,给出了产生这种差异的原因. 关键词： 强激光场 强场近似 分子的高次谐波     

激光强度依赖的阈下谐波产生机制

利用广义伪谱方法精确数值求解了氢原子在强激光场中的三维含时薛定谔方程,获得了强激光中氢原子的含时波函数,利用时间依赖的偶极矩的傅里叶变换得到了高次谐波谱,研究了氢原子在强激光场中发射低于电离阈值的谐波谱对激光强度的依赖性.研究发现,激光强度在低于电离阈值的谐波产生的通道选择的过程中扮演着重要角色,主要有两种量子通道对阈下谐波的产生有贡献,即广义的短轨道和长轨道,其中长轨道对激光场强度比较敏感.结合小波时频变换、经典轨道分析、以及强度依赖的量子通道选择分析,本文阐明了其背后的物理机制.     

强场高次谐波时间特性的理论分析

通过用单电子近似求解含时薛定谔方程,用加窗傅里叶分析的方法,分析了单原子产生的高次谐波的时间特性。理论分析表明,基态粒子数消耗对不同级次谐波辐射的影响程度不一样;谐波辐射随着入射激光场强度的增加会出现饱和;随着谐波级次的增加,波辐射越来越趋向于集中在更短的时间间隔内,相应的线宽胡着谐波级次的增加而增加。     

强激光场中原子的束缚态和连续态对高次谐波的影响

利用基函数展开结合线性最小二乘法方法求解含时薛定谔方程,研究了一维原子在强激光场中产生高次谐波过程中,束缚态和连续态以及它们的干涉效应对高次谐波的影响.结果表明,低能的高次谐波是由束缚态束缚态之间的相互作用产生的,高能的高次谐波是由束缚态连续态之间的相互作用产生的,而截断频率后消失的高次谐波是由于束缚态束缚态与束缚态连续态之间存在干涉效应的结果 关键词： 线性最小二乘法 强激光场 高次谐波的产生     

超强激光场中氘原子电离几率的研究

研究了在相对论领域内,超强激光场的不同条件（频率、强度、脉冲波形磁场分量）对氘原子电离几率的影响,研究表明：电离几率随激光强度的增加而增加,随激光频率的增加而减少。而激光脉冲波形对电离几率的影响仅在激光无磁场分量时比较显著。激光场的磁场分量对原子的电离有一定的影响。     

Multiphoton and tunneling ionization of atoms in an intense laser field

We study the ionization probabilities of atoms by a short laser pulse with three different theoretical methods,i.e.,the numerical solution of the time-dependent Schro¨dinger equation(TDSE),the Perelomov-Popov-Terent’ev(PPT) theory,and the Ammosov-Delone-Krainov(ADK) theory.Our results show that laser intensity dependent ionization probabilities of several atoms(i.e.,H,He,and Ne) obtained from the PPT theory accord quite well with the TDSE results both in the multiphoton and tunneling ionization regimes,while the ADK results fit well to the TDSE data only in the tunneling ionization regime.Our calculations also show that laser intensity dependent ionization probabilities of a H atom at three different laser wavelengths of 600 nm,800 nm,and 1200 nm obtained from the PPT theory are also in good agreement with those from the TDSE,while the ADK theory fails to give the wavelength dependence of ionization probability.Only when the laser wavelength is long enough,will the results of ADK be close to those of TDSE.     

High-order harmonic generation spectrum of an excited one-dimensional Coulomb atom in an intense laser field

Response of the wave packet of a one-dimensional Coulomb atom to an intense laser field is calculated using the symmetrized split operator fast Fourier method. The high-order harmonic generation (HHG) of the initial state separately being the ground and excited states is presented. When the hardness parameter \alpha in the soft Coulomb potential V(x)=-1/\sqrt{x^2+\alpha} is chosen to be small enough, the so-called hard Coulomb potential V(x)=-1/|x| can be obtained. It is well known that the hard one-dimensional Coulomb atom has an unstable ground state with an energy eigenvalue of $\sim0.5$ and it has no states corresponding to physical states in the true atoms, and has the first and second excited states being degenerate. The parity effects on the HHG can be seen from the first and second excited states of the hard one-dimensional Coulomb atom. The HHG spectra of the excited states from both the soft and hard Coulomb atom models are shown to have more complex structures and to be much stronger than the corresponding HHG spectrum of the ground state of the soft Coulomb model with $\alpha=2$ in the same laser field. Laser-induced non-resonant one-photon emission is also observed.     

超快强激光驱动的原子分子电离

强场电离是超快强激光与物质相互作用时发生的基本物理过程。强场驱动原子分子的电离电子动力学过程发生在一个光学振荡周期以内,是在阿秒时间尺度上研究电子超快动力学的典范。不仅如此,强场驱动下的超短电子束还为探测原子分子的结构及其超快动力学提供了重要的技术手段。文章首先简要阐述了超快强光场中原子分子电离的基本物理图像,在此基础上,介绍了近年来基于强场电离电子开展的超快过程研究的几个例子,最后简要讨论了强场电离研究的未来可能发展方向。     

在不同激光脉宽下的高次谐波

用数值计算方法计算了不同强激光脉冲宽度下高次谐波的产生.我们发现对于激光场强度不高,不能有效电离初态的激光场,长脉冲宽度可以更有效产生高次谐波;而对于高场强的激光场,由于它能够在几个光学周期之内把原子的初态全部电离,所以短脉冲的激光场能够更有效产生高次谐波.