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。     

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.     

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。     

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.     

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.     

双色线偏振激光场驱动H2+分子产生椭圆偏振阿秒脉冲

理论研究了双色线偏振激光场驱动H2+分子产生椭圆偏振谐波及阿秒脉冲的特点。计算结果表明：随着不同偏振角的引入,谐波光谱呈现不规则的椭圆率。但是,随着空间非均匀效应的引入,不仅谐波谱的椭圆率可以稳定在ɛ = 0.1和ɛ = 0.3之间,而且谐波发射的截止能量明显增强。形成4个具有较小干涉结构带宽在406 eV,299 eV,381 eV和582 eV的超长平台区。最后,通过傅里叶变换,可获得5个脉宽及椭圆率为24 as (ε = 0.1),22 as (ε = 0.3),24 as (ε = 0.3),19 as (ε = 0.3),19 as (ε = 0.3)的阿秒X射线脉冲。     

双色线偏振激光场驱动H_2~+分子产生椭圆偏振阿秒脉冲

理论研究了双色线偏振激光场驱动H_2~+分子产生椭圆偏振谐波及阿秒脉冲的特点.计算结果表明:随着不同偏振角的引入,谐波光谱呈现不规则的椭圆率.但是,随着空间非均匀效应的引入,不仅谐波谱的椭圆率可以稳定在ε=0.1和ε=0.3之间,而且谐波发射的截止能量明显增强.形成4个具有较小干涉结构带宽在406 e V,299 e V,381 e V和582 e V的超长平台区.最后,通过傅里叶变换,可获得5个脉宽及椭圆率为24 as(ε=0.1),22 as(ε=0.3),24 as(ε=0.3),19 as(ε=0.3),19 as(ε=0.3)的阿秒X射线脉冲.     

强激光等离子体相互作用驱动高次谐波与阿秒辐射研究进展

对超快过程的探测和控制决定了人类在微观层面认识和改造物质世界的能力.阿秒光源可完成对组成物质的电子运动及其关联效应进行超高时空分辨的探测和操控,为人类认识微观世界提供了全新手段,被认为是激光科学史上最重要的里程碑之一.世界主要科技强国都将阿秒科学列为未来10年重要的科技发展方向.利用强激光与物质相互作用产生高次谐波是突破飞秒极限实现高亮度阿秒脉冲辐射的重要方案之一,成为了近年来激光等离子体领域的研究热点.本文聚焦强激光与等离子体相互作用中的高次谐波和阿秒脉冲辐射,主要介绍其产生机制、研究进展和前沿应用,并对未来的发展趋势和创新突破进行展望.     

拉伸分子高次谐波产生的阿秒控制

通过数值求解一维含时薛定谔方程,本文研究了高频阿秒脉冲对拉伸双原子分子模型与低频飞秒激光脉冲相互作用产生高次谐波谱的影响.研究表明,若阿秒脉冲在低频脉冲的第二个光学周期截止处注入时,只第二个平台截止位置IP 5.6UP(IP为电离势,UP为有质动力能)附近谐波的效率得到显著提高;若阿秒脉冲的包络峰值处于低频脉冲第三个光学周期T/4(为飞秒激光脉冲的光学周期)附近时,则谐波谱出现了明显的整体抬高现象.对此,本文根据拉伸分子谐波谱的四种产生机制及阿秒脉冲在飞秒激光不同相位注入时的电子电离曲线,对这些谐波谱的结构给出了合理解释.     

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.     

Asymmetric molecular harmonic assisted generation of the attosecond X-ray pulse

In this paper, we theoretically investigate the asymmetric molecular high-order harmonic emission and the attosecond X-ray pulse generation when the asymmetric molecular HeH²⁺ ion is exposed to an intense chirped pulse. It is found that the molecular harmonics are strongly dependent on the internuclear distance R as well as the chirp parameter, showing a smooth and intense harmonic plateau at R = 8.0 a.u. and β = 0.4. Further, by adding a subharmonic controlling pulse with the optimised conditions, a supercontinuum with a bandwidth of 602 eV can be obtained. Finally, by properly superposing the selected harmonics in the supercontinuum region, a series of isolated X-ray pulses with durations of sub-80 as are directly generated.