利用单光子和双光子共振电离增强He原子谐波强度

理论研究了He原子在吸收紫外光子后对高次谐波的强度的影响。结果表明：当紫外光光子能量满足He原子基态与激发态的单光子和双光子共振跃迁时,谐波强度有超过2个数量级的增强。当紫外光光子能量满足He原子基态与激发态的多光子共振跃迁时,谐波强度增强明显减弱。分析电离几率表明,单、双光子共振电离在紫外共振电离中起主要作用,因此导致谐波强度的明显增强。同时,在啁啾调频场的作用下谐波截止能量也明显延伸,可以获得一个强度较高的谐波光谱连续区。选取该谐波连续区可获得脉宽为40 as的孤立脉冲。     

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。     

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.     

HeH2+分子谐波辐射的空间分布

理论研究了HeH2+分子发射高次谐波的空间分布情况。结果表明：分子谐波发射主要集中在He核和H核附近。当核间距离较小时,He核辐射谐波强度要比H核辐射谐波强度高2~3个数量级。当核间距离较大时,He核辐射谐波强度要比H核辐射谐波强度高4~5个数量级。当空间非均匀激光场引入后,谐波截止能量得到延伸,并且,随着空间非均匀激光场位置由负向到正向移动(-100 a.u.到100 a.u.),谐波截止得到进一步延伸。但是He核辐射谐波强度依然大于H核。最后,通过叠加谐波可获得脉宽在60 as的超短脉冲。     

HeH2+分子谐波辐射的空间分布

理论研究了HeH2+分子发射高次谐波的空间分布情况。结果表明：分子谐波发射主要集中在He核和H核附近。当核间距离较小时,He核辐射谐波强度要比H核辐射谐波强度高2~3个数量级。当核间距离较大时,He核辐射谐波强度要比H核辐射谐波强度高4~5个数量级。当空间非均匀激光场引入后,谐波截止能量得到延伸,并且,随着空间非均匀激光场位置由负向到正向移动(-100 a.u.到100 a.u.),谐波截止得到进一步延伸。但是He核辐射谐波强度依然大于H核。最后,通过叠加谐波可获得脉宽在60 as的超短脉冲。     

利用半周期激光场调控H_2~+谐波辐射过程

采用数值求解核与电子耦合的薛定谔方程,对H_2~+分子谐波辐射调控进行了研究.计算结果表明,激光场正向时,谐波能量主要来源于负向H核贡献;激光场负向时,谐波能量主要来源于正向H核.随后,通过适当引入半周期激光场,可以有效调节正负H核辐射谐波的强度.最后,适当叠加谐波谱上的谐波,可获得一个46 as的脉冲.该研究对调控分子谐波的辐射过程及阿秒脉冲的输出是有帮助的.     

HeH2+分子多通道谐波发射的理论研究

利用非波恩奥本海默近似模型,理论研究了强激光场下HeH2+分子发射高次谐波的特点。计算结果表明,HeH2+分子的谐波截止能量要大于经典预言值。理论分析表明,延伸的谐波截止能量是由于激发态激光诱导电子跃迁所产生的多通道电子电离-回碰过程所导致的。随后利用双色空间非均匀激光场机制,谐波截止能量进一步延伸,形成了1个由单一量子路径贡献而成的482eV的超长平台区。该辐射能量相当于单色激光场场强被增强了3倍的结果。并且高振动激发态会产生强度更高的谐波光谱。最后,通过适当的叠加谐波平台上的谐波, 可获得一系列脉宽在30as的超短X射线光源。     

HeH~(2+)分子谐波辐射的空间分布

理论研究了HeH~(2+)分子发射高次谐波的空间分布情况.结果表明:分子谐波发射主要集中在He核和H核附近.当核间距离较小时,He核辐射谐波强度要比H核辐射谐波强度高2~3个数量级.当核间距离较大时,He核辐射谐波强度要比H核辐射谐波强度高4~5个数量级.当空间非均匀激光场引入后,谐波截止能量得到延伸,并且,随着空间非均匀激光场位置由负向到正向移动(-100 a.u.到100a.u.),谐波截止得到进一步延伸.但是He核辐射谐波强度依然大于H核.最后,通过叠加谐波可获得脉宽在60 as的超短脉冲.     

332—362nm范围内CF2Cl自由基的共振增强多光子电离研究

用CF₂Cl₂分子直流脉冲放电的方法产生CF₂Cl自由基，结合共振增强多光子电离(REMPI)技术，测量了332—362nm波长范围内CF₂Cl自由基的(2+1)REMPI光谱，分析并标识了4s Rydberg态带源位于(ν_0—0=55371cm^-1)，两个被激活振动模ω′₃(CF₂剪式振动模)和ω₄′(OPL 关键词：     

H2+和H3+系统的电子频谱与高次谐波谱

针对单电子H2+和双电子H3+系统,采用对称分裂算符法求解波函数的时间演化。计算了电子的含时频谱和体系的高次谐波谱,结果表明:电子频谱和高次谐波谱呈互补规律,即电子频谱峰值出现在基波的偶数倍频率位置,高次谐波则出现在奇数位置。对高次谐波谱随软化库仑参数的变化规律进行了数值研究,发现只在软化库仑参数的一定范围内才产生高次谐波,对该现象作了解释。     

Bohmian mechanics to high-order harmonic generation

This paper introduces Bohmian mechanics (BM) into the intense laser-atom physics to study high-order harmonic generation. In BM, the trajectories of atomic electron in an intense laser field can be obtained with the Bohm--Newton equation. The power spectrum with the trajectory of an atomic electron is calculated, which is found to be irregular. Next, the power spectrum associated with an atom ensemble from BM is considered, where the power spectrum becomes regular and consistent with that from quantum mechanics. Finally, the reason of the generation of the irregular spectrum is discussed.     

Multi-photon resonance enhanced super high-order harmonic generation

This paper proposes highly charged ions pumped by intense laser to produce very high order harmonics.Numerical simulations and full quantum theory of Ne 9+ ions driven by laser pulses at 1064 nm in the power range of 10 9 W/cm 2 ～ 10 15 W/cm 2 show that the emission spectrum corresponds to the electronic transitions from the excited states to the ground state,which is very different from the spectrum of general high-order harmonic generation.In such situation,harmonic order as high as 1000 can be obtained without producing lower order harmonics and the energy conversion efficiency is close to general high order harmonic generation of hydrogen atom in the same laser field.     

Atomic high-order harmonic generation from a circularly polarized laser pulse

We demonstrate theoretically that the high-order harmonic of an atom can be generated by a circularly polarized laser pulse.The harmonic spectrum shows a clear cutoff with an energy Ip + 2Up.In particular,the high-order harmonic generation comes from the multiple recombination of the ionized electron with non-zero initial velocity.These results are verified by the classical model theory and the time-frequency analysis of a harmonic spectrum.     

高次谐波辐射发射特性研究

报告由不同脉冲宽度(半高宽,FWHM)和不同载波-包络相位(CEP,Φ)的激光产生的高次谐波辐射能量输出时间特性即发射特性的研究结果. 计算表明,由宽度为几个周期的激光产生的高次谐波辐射的截止能量明显低于由无限长脉冲宽度激光产生的截止能量ω_max=3.17U_p+I_p(其中ω_max为光子角频率,U_p和I_p分别为激光有质动力势和原子的电离能). 例如,由两周期(FWHM),Φ＝15°的激光产生的高次谐波辐射的截止能量为ω_max=2.90U_p+I_p,此时发射特性单脉冲(即分布单脉冲)具有最大的能量带宽0.86U_p. 脉冲中心位置的载波相位和时间宽度分别为0.94rad(弧度)和1.29rad. 而该激光脉冲在Φ＝-75°时能产生截止能量为ω_max=2.70U_p+I_p,最大能量带宽为0.70U_p的双分布脉冲,其中心位置分别为-0.58rad和2.43rad,宽度分别为1.22rad和1.33rad. 随着激光脉冲宽度的增加,分布单脉冲的能量带宽比时间宽度下降得更快. 对于一定宽度的激光脉冲,所产生的分布单脉冲的能量带宽和时间宽度的CEP依赖性显示出180°的周期结构. 利用这个有趣的特点,在实验上可以通过调节CEP来选择分布脉冲的能量参数,也可用来定位和控制阿秒脉冲的时间参数. 理论分析指出,只要选择合适的阿秒X射线能量带宽,CEP不稳定性对于光电子谱和测量结果的影响将大为降低,甚至在最大程度上消除这种影响. 这些研究结果不仅有助于在物理上深入了解高次谐波辐射的动力学过程,而且对于进一步在实验上优化和选择阿秒单脉冲和双脉冲具有重要的参考和指导意义. 关键词： 高次谐波产生 鞍点方法 谐波发射特性 分布脉冲     

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.     

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.     

Chirp control on molecular harmonic generation and distribution in H2+

Chirp control on the molecular harmonic emission and distribution in H₂⁺ has been theoretically investigated. The results show that (i) with the introduction of the up-chirped pulse, the intensities of the higher harmonics are decreased; while with the introduction of the down-chirped pulse, the intensities of the higher harmonics can be enhanced. When E(t) < 0.0, the harmonic emission events (HEEs) from the positive-H are higher than those from the negative-H; while when E(t) > 0.0, the HEEs from the negative-H are higher than those from the positive-H. As a result, when the higher harmonics are produced from E(t) < 0.0 or E(t) > 0.0, the positive-H or the negative-H plays the main role in the harmonic spectra. (ii) The distribution of the higher harmonics from the two-H nuclei can be controlled with the introduction of the chirps and the carrier-envelope-phases of the laser field. (iii) Some minima on the harmonic spectra can be obtained, which is attributed to the coupling of the two-center interference and the electron-nuclear dynamics. (iv) By properly superposing the harmonics from the down-chirped pulse, an isolated attosecond pulse (IAP) with the duration of 45 as can be obtained, which is nearly 1 order of magnitude enhancement in pulse intensity compared with the chirp- free case.     

A scaling law of high-order harmonic generation

Using a nonperturbative quantum electrodynamics theory of high-order harmonic generation (HHG), a scaling law of HHG is established. The scaling law states that when the atomic binding energy E_b, the wavelength λ and the intensity I of the laser field change simultaneously to kE_b, λ/k, and k³I, respectively. The characteristics of the HHG spectrum remain unchanged, while the harmonic yield is enhanced k³ times. That HHG obeys the same scaling law with above-threshold ionization is a solid proof of the fact that the two physical processes have similar physical mechanisms. The variation of integrated harmonic yields is also discussed.