超短脉冲圆极化激光场的一阶修正描述及加速效应

研究了超短脉冲圆极化激光场的一阶修正场,通过数值计算,探讨了入射电子的动力学特性,发现了超短脉冲圆极化激光场中的加速现象.通过研究电子的动力学特性与脉宽的关系发现,近轴近似方程在利用1/ω归一化后,脉宽τ0≤30时(ω为激光频率),仍然适用;而在脉宽τ0>30时,近轴近似方程与一阶修正方程的计算结果出现偏离.在事例τ0=100和τ0=300中,采用一阶修正场方程,研究了电子束团的能量分布与空间分布的特征,发现在脉宽τ0=300的情况下,加速电子数目增多,而且电子束能够发生汇集.     

周期性起伏四层磁性薄膜的克尔效应

结合干涉光刻和磁控溅射制备了一维周期性起伏的磁性多层薄膜。利用扫描探针显微镜对样品的微结构进行表征,利用椭偏仪和磁光测量系统对样品的光学性能参数和磁光克尔效应进行测试和研究。实验结果发现,磁性多层薄膜磁光性能得到极大的提升,磁光增强的克尔谱峰值与条带的宽度、中间层二氧化铪层的厚度有关;利用介质层的厚度可调制复合薄膜的磁光特性。进一步研究发现横克尔效应的增强现象。理论计算的结果证实,磁光增强源于光学腔干涉共振和磁等离激元的耦合效应。     

四光束对高能电子的捕获特性研究

依据非线性强场效应的基本原理,提出了一种四光束捕获电子的方案,旨在通过延长电子和强场相互作用时间来提高非线性过程发生的总概率,实现观测信号的增强。其基本原理是基于电子在强激光光束上的非弹性散射。数值模拟结果表明,捕获后的电子和中心光场的相互作用时间得到延长。     

电子在超短激光脉冲修正场中的动力学特性研究

给出了一种精确描述超短、紧聚焦激光脉冲的新方法，其思路是根据两个无量纲小量ε=1/(ω0t0)和s=1/(k0w0)（其中ω0=ck0为中心振荡频率，t0为脉冲延迟时间，w0为激光束腰半径）进行展开来计算脉冲的高阶修正场.在激光束近轴近似表达式的基础上，给出了高斯脉冲一阶修正场的解析表达式，并研究发现其振幅和相位相对于零阶修正场（即长脉冲近似）的修正量都在ε的量级甚至更小.另外对电子在超短高斯脉冲一阶修正场中的动力学特性研究发现：对于ω0t0>20的情况，零阶修正场可以正确地描述电子被光场加速的特性；当ω0t0<20时，则需要采用高阶修正场. 关键词： 超短激光脉冲 激光加速     

Optical and magneto–optical properties of periodic Co double layer film

Co double layer film （CoDLF） consisting of a disk-array layer and an antidot-array layer, both with square order, was investigated. Both the reflectivity and Kerr spectra of CoDLF show anisotropic effects when the azimuthal angle of incident light changes. From the simulation result of surface plasmon polaritons （SPPs）, we attribute the reflectivity minima and Kerr angle maxima in the spectra mainly to the excitation of different diffractional orders＇ SPPs. More interestingly, the Kerr angle changes sign at specific wavelengths. We attribute these phenomena to the excitation of SPPs and localized surface plasmons （LSPs）, and the interaction between them.     

电子在强聚焦激光场中的动力学轨道

模拟研究了具有一定初态能带的相对论电子在强聚焦激光场中的动力学特性，发现激光场强达a0=eE／m，cw≥5，有三种典型的动力学轨道：电子俘获加速轨道CAS（Capture＆Acceleration Scenario），非弹性散射轨道IS（Inelastic Scattering），电子穿进轨道PARM（Penetrate into Axial Region and Move）。发现穿进轨道PARM的出现强烈依赖于腰宽w0，住膛宽较小（激光腰宽w0≤30）时较明显，其出现与紧聚焦激光场衍射效应较强有火。在腰宽较小时，随着脉冲长度的减小，PARM的出现概率减小，而IS的出现概率增大。本文探讨了三种轨道物理机制的区别。为聚焦激光场加速电子提供参考。     

Investigation of Electron Injection Parameters in Vacuum Laser Acceleration

We investigate the parameters such as the energy gains, comparisons for linearly and circularly polarized laser fields, the electron incident polarization azimuth angle, the electron incident crossing angle, and the electronincident momentum, etc., which are crucial for experimental test of the vacuum laser acceleration scheme in capture and acceleration scenario (CAS) [see, e.g., Phys. Rev. E 66 (2002) 066501]. Physical explanation of these features has been presented based on the CAS scheme. The results show that all those parameters are in the reasonable ranges obtainable by presently experimental facilities.     

高斯激光场中穿进轨道电子横向动量的阈值

采用数值模拟计算的方法,分析了强激光场中电子的动力学特性,发现穿进轨道电子的入射动量存在一定的阈值.通过研究穿进轨道电子的动力学特征,探讨了电子入射动量的阈值条件,发现与阈值相关的两个因素:激光强度和光束腰宽,推导了阈值的定标关系,结果显示:定标式与数值计算结果基本相符合.     

Improvement on the magneto-optical Kerr effect of cobalt film with a quadrilayer structure

The magneto-optical Kerr effect of the HfO2 /Co/HfO2 /Al multilayer structure is investigated in this work, and an obvious cavity enhancement of the Kerr response for the HfO2 semiconductor is found both theoretically and experimentally. Surprisingly, a maximum value of about -3 ° of the polar Kerr rotation for s-polarized incident light is observed in our experiment. We propose that this improvement on the Kerr effect can be attributed to the multiple reflection and optical interference in the cavity, which can also be proved by simulation using the finite element method.