极化门控制下中红外激光场驱动He原子产生的单个阿秒脉冲

由中红外激光场(波长为2128nm)驱动He原子,在极化门的控制下,通过强场近似方法(SFA)研究了He原子发射高次谐波的特点.研究表明,在这种组合场驱动下He原子可产生截止位置很高的高次谐波,并且在接近截止位置的平台区展现了超连续的特点,对该超连续部分的高次谐波进行叠加,可得到宽度为44.5as的单个超短脉冲.为了了解该超短阿秒脉冲的产生机理,我们对高次谐波谱的发射过程进行了时频分析,分析表明由于极化门的存在,有效地抑制了极化门以外的阿秒脉冲的发射,从而获得单个阿秒脉冲.     

极化门控制下中红外激光场驱动He原子产生的单个阿秒脉冲

由中红外激光场（波长为2128nm）驱动He原子,在极化门的控制下,通过强场近似方法(SFA)研究了He原子发射高次谐波的特点.研究表明,在这种组合场驱动下He原子可产生截止位置很高的高次谐波,并且在接近截止位置的平台区展现了超连续的特点,对该超连续部分的高次谐波进行叠加,可得到宽度为44.5as的单个超短脉冲．为了了解该超短阿秒脉冲的产生机理,我们对高次谐波谱的发射过程进行了时频分析,分析表明由于极化门的存在,有效地抑制了极化门以外的阿秒脉冲的发射,从而获得单个阿秒脉冲．     

啁啾激光与半周期脉冲形成的组合场驱动原子产生单个阿秒脉冲

提出了由波长为800 nm、脉冲宽度为5 fs的啁啾激光与半周期脉冲形成组合场,并利用这种组合场驱动一维模型氦原子获得单个阿秒脉冲. 通过数值求解一维氦原子的含时薛定谔方程,发现氦原子在组合场驱动下高次谐波谱的截止位置可以扩展到I_p+21.6U_p. 对第二平台区域不同范围内高次谐波的叠加都能得到单个阿秒脉冲,最短可达37 as,特别是对平台区域的前端进行叠加不仅能够得到较短的单个阿秒脉冲,而且与截止位置附近高次谐波构造的阿秒脉冲相比,强度提高了3个数量级. 关键词： 啁啾激光场 半周期脉冲 高次谐波 阿秒脉冲     

不对称偏振控制方案中两束脉冲强度比改变对原子电离及高次谐波产生的影响

偏振控制方案用以产生阿秒脉冲,其高次谐波辐射仅发生在偏振门内的线性半个光学周期,且可得到在整个平台区及截止位置附近皆连续的谐波谱。利用Ammosov-Delone-Krainov隧穿电离理论和强场近似方法,数值模拟了偏振控制方案中两束反向旋转圆偏振脉冲之间强度比对原子的电离几率及高次谐波发射功率谱的影响。研究发现,合理控制两束脉冲的强度比,可确保原子的有效电离发生在偏振门的前1/4光学周期,这有利于得到频域上优化的高次谐波发射谱。此外,可以根据需要在强度比小于1的范围内优化选择谐波谱的截止位置和转换效率。     

利用两束同色激光场和半周期脉冲驱动原子产生单个阿秒脉冲

利用分裂算符方法数值求解一维氦原子的含时薛定谔方程,研究了氦原子在两束同色激光场与半周期脉冲(Hcps)形成的组合场驱动下所发射高次谐波的特点.研究结果表明,氦原子在这种组合场驱动下,高次谐波谱的平台区域能得到很大的扩展,其截止位置可延伸到I_P+9.6U_P,通过构造截止位置附近的高次谐波谱能够得到脉宽为63 as的单个阿秒脉冲.经过分析后发现,半周期脉冲的加入不仅使高次谐波谱平台能够得到扩展,同时还抑制了电子长路径对高次谐波的贡献. 关键词： 两束同色激光场 半周期脉冲 高次谐波 阿秒脉冲     

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     

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.     

利用两色红外组合场驱动氦原子产生单个阿秒脉冲

利用数值求解原子在强激光场中的含时薛定谔方程,对一维氦原子处于两色红外组合场中产生的高次谐波进行了研究,研究发现,在组合场驱动下,谐波谱的截止位置可以拓展到Ip+5.7Up,从而得到脉宽较短的多个阿秒脉冲,通过改变两束激光的相位延迟,最终得到了33.8as的单个脉冲.进一步利用小波变换分析了阿秒脉冲的发射特征,发现单个阿秒脉冲实现是对电子长路径抑制的结果.     

利用两色红外组合场驱动氦原子产生单个阿秒脉冲

利用数值求解原子在强激光场中的含时薛定谔方程,对一维氦原子处于两色红外组合场中产生的高次谐波进行了研究,研究发现,在组合场驱动下,谐波谱的截止位置可以拓展到 ,从而得到脉宽较短的多个阿秒脉冲,通过改变两束激光的相位延迟,最终得到了33.8as的单个脉冲。进一步利用小波变换分析了阿秒脉冲的发射特征,发现单个阿秒脉冲实现是对电子长路径抑制的结果.     

超相对论激光和稠密等离子体作用产生阿秒脉冲的优化

利用一维粒子模拟程序研究了超相对论激光脉冲与稠密等离子体相互作用得到的阿秒脉冲.从超相对论近似的角度分析了电子运动行为和高次谐波的产生,发现当等离子体密度一定时,随着无量纲相似参数S的减小,阿秒脉冲的转换效率呈先增大后减小的趋势,因此选择适当的光强就可以得到转换效率较高的阿秒脉冲.当S一定时,随着等离子体密度的增加,阿秒脉冲转换效率有增大的趋势.这说明用适当的光强照射更稠密度的等离子体靶面,可以产生更强的阿秒脉冲.     

Single Ultrashort Attosecond Pulse Generation via Combination of Chirped Fundamental Laser and an Ultraviolet Controlling Pulse

We theoretically study the high-order harmonic generation (HHG) from a hydrogen atom in an intense few-cycle chirped fundamental laser in combination with an ultraviolet (uv) controlling pulse.The high-order harmonic spectrum is calculated by solving the time-dependent Schr¨odinger equation using the split-operator method.In our calculation,we present the difference of the high-order harmonic spectrum from one-dimensional (1D) model hydrogen atom and three-dimensional (3D) real hydrogen atom.We found that the plateau of the high-order harmonic generation from the 1D case and 3D case are all extended effectively to I p + 35U p due to the presence of the chirped laser pulse and the HHG supercontinuum spectrum is generated by adding an ultraviolet controlling pulse at a proper time,but the efficiency of the HHG for 3D case is more higher at the near cut-off region than the 1D case.Therefore,the generation of the attosecond pulse by synthesizing the harmonics near cut-off region have some slight differences between 1D and 3D simulations.As a real 3D case study,we show that an isolated 18 as pulse with a bandwidth of 232.5 eV is generated directly by optmizing the combination laser fields.     

Phase characteristics of high-order harmonics in the cut-off region

The behavior of the phases of high-order harmonics generated upon interaction of intense laser radiation with matter is investigated. Some specific features typical of the harmonic phases in the high-frequency part of plateau (cut-off harmonic phases) are found. First, the phase difference between neighboring harmonics is a constant value. The width of the spectral range in which this regularity occurs determines the minimum duration of the attosecond pulse obtained from these harmonics by the so-called amplitude gating technique. Second, it is shown that the phase of each harmonic in the cut-off region depends linearly on the laser intensity. The proportionality coefficient is the same for all harmonics in this region and proportional to the cube of laser wavelength. Thus, this dependence is especially important for generating high-order harmonics by lasers with a wavelength of few micrometers.     

Generation of high-order harmonic continuum with two-hump-structure infrared laser pulse

We experimentally investigate the high-order harmonic generation in argon gas cell driven by a multi-cycle broadband infrared laser pulse from a tunable optical-parametric-amplifier （OPA） source. The generation of high-order harmonic continuum with the cut-off photon energy up to 110 eV is observed by tuning the chirp of the 800-nm laser pulse which pumps OPA source. The generation of harmonic continuum is understood in terms of the two-hump structure of the OPA output spectrum and the optimal relative phase of the two humps. The demonstrated scheme is of importance for the generation of extreme ultraviolet （XUV） continuum at higher photon energy region.     

优化两色组合场参数获得单个阿秒脉冲

基于经典方法优化了组合场中基频场和低频场的强度比,利用优化后的组合场驱动一维氦原子,通过求解含时薛定谔方程研究了氦原子产生的高次谐波,其截止位置得到扩展,再考虑基频场初相位对产生高次谐波的影响,能够得到脉宽为37as的单个阿秒脉冲.     

少周期激光脉冲附加太赫兹场对高次谐波发射的影响

本文通过数值求解非伯恩奥本海默近似下电子一维核一维的含时薛定谔方程,研究了少周期线偏振激光与氢分子离子相互作用下,太赫兹场的加入对高次谐波的发射影响.我们发现,在短周期线偏振激光脉冲的y方向上附加一个强度较弱的太赫兹场可以有效地扩展谐波的截止位置,并对量子轨道实现调控.通过时频分析、电子波包随时间变化以及半经典三步模型研究了高次谐波发射的物理机制,并对获得的物理现象给出合理的解释.     

激光驱动晶体发射低阶谐波强度随激光波长的变化规律

通过数值求解激光驱动下电子在一维周期势场中运动的薛定谔方程,研究了晶体在激光场中发射的低阶谐波强度随激光波长的变化规律,结果表明,晶体发射低阶谐波强度随激光波长的变化规律与晶体发射高次谐波第一平台区域的变化规律不同.已有的研究表明晶体发射高次谐波第一平台区域的强度会随激光波长的增加而衰减,而我们发现晶体发射低阶谐波的强度会随激光波长的增加而增加.通过对晶体发射低阶谐波的时频分析、晶体价带能量变化与激光光子能量的关系,解释了晶体发射低阶谐波强度随激光波长增加而增加的原因.     

Full tunability of laser femtosecond high-order harmonics in the ultraviolet spectral range

We demonstrate experimentally the full tunability of a coherent femtosecond source in the whole ultraviolet spectral region. The experiment relies on the technique of high-order harmonic generation driven by a near-infrared parametric laser source in krypton gas. By tuning the drive wavelength in the range between 1100 to 1900?nm, we generated intense harmonics from near to extreme ultraviolet. A number of photons per shot of the order of 10⁷ has been measured for the first harmonic orders. Many novel scientific prospects are expected to benefit from the use of such a table-top tunable source.