在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波的发射

本文提出了一种在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波发射效率的方法. 我们首先通过在800nm基本激光脉冲上添加一束控制激光脉冲在理论上得到双色合成激光场;其次,通过求解一维含时薛定谔方程,计算得到了体系处于不同初始态时的高次谐波谱,并结合时频分布图对其微观机理进行分析. 计算结果表明,使用相干叠加态作为体系的初始态,通过调节两束激光的相对相位可以有效实现提高高次谐波的发射效率的目的.     

原子发射高次谐波偏振态的调控

利用分裂算符法数值求解二维含时薛定谔方程研究了He原子在反旋双色组合激光场(由椭圆极化的基频场与圆极化的三倍频场构成)中产生高次谐波的偏振特性.研究结果表明,改变基频场的椭偏率、强度及相位可实现对高次谐波偏振态从圆偏振到椭圆偏振以及线偏振的完全调控,为实验室产生偏振态可控的紫外-软X射线光源提供了参考.     

在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波的发射

本文提出了一种在双色场中使用相干叠加态来提高高次谐波发射效率的方法.我们首先通过在800 nm基本激光脉冲上添加一束控制激光脉冲在理论上得到双色合成激光场;其次,通过求解一维含时薛定谔方程,计算得到了体系处于不同初始态时的高次谐波谱,并结合时频分布图时其微观机理进行分析.计算结果表明,使用相干叠加态作为体系的初始态,通过调节两束激光的相对相位可以有效实现提高高次谐波的发射效率的目的.     

双色相干场高次谐波

通过数值求解一维含时薛定谔方程，研究了激光频率对谐波辐射的影响以及双色相干场（基频光与其二倍频光或三倍频光）作用于原子时的谐波辐射行为。结果表明，在其它条件相同时，用低频入射光可获得更高次谐波，但转换效率较低，高频入射光转换效率较高，但只能获得较低次谐波，基频光及其三倍频光同时作用于原子，谐波次数和转换效率都有所提高。基频光及其二倍频光同时作用于原子，不但谐波次数增多，转换效率提高，重要是的除了通     

任意偏振双色相干场高次谐波

系统地研究了任意偏振双色相干场高次谐波，结果表明单个圆偏振光不能产生高次谐波，在适当的条件下，某些谐波可以部分或完全消失，而某些谐波可以得到加强，产生更高次谐波高转换效率的条件是双色线偏振场的结合。     

高次谐波发射中的超拉曼发射

本文研究了单电子分子离子与强激光场相互作用下的高次谐波发射谱。从光谱中观察到除了存在入射激光频率奇数倍的谐波谱线外,还存在其他频率的超拉曼谱线。在理论上阐明了超拉曼谱线不同于高次谐波谱线的物理产生机制。研究发现当体系初态为基态和较高激发态的叠加态时能够较清晰的观察到超拉曼谱线,从而说明激发态电子的布居对超拉曼谱线的产生起着关键作用。因此在实验上,制备一个叠加态使得电子从激发态电离,是观察到超拉曼谱线的重要条件。     

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     

啁啾脉冲辐照下始于原子迭加态的高次谐波发射

本文研究了一维初态为基态与第一激发态等权线性迭加态的模型原子在不同正啁啾激光脉冲辐照下的高次谐波发射谱。数值结果表明,谐波谱平台的截止位置随啁啾系数的增大大幅度的展宽。采用SMT(simple man’s theory)仔细分析了各啁啾激光场辐照下电子的动力学行为,阐明了谐波谱平台随啁啾系数增大而展宽的机制。     

激光驱动晶体发射高次谐波的特性研究

通过数值模拟激光驱动下电子在周期性势阱中的动力学行为, 研究了晶体在激光场中发射高次谐波的特性. 研究发现在一定的激光波长和光强驱动下, 晶体发射的谐波谱会呈现出双平台结构, 经分析后得知第一个平台主要来自于最低导带与价带间的电流(电子-空穴对复合), 第二个平台主要来源于较高导带与价带间的电流(电子-空穴对复合), 且两个平台的截止位置处的能量都与激光场的振幅呈线性关系. 在少周期激光驱动下, 晶体谐波第二平台的截止位置与激光的载波相位呈单调变化, 由此我们提出可以利用晶体谐波第二平台的截止位置来确定少周期激光的载波相位. 进一步研究发现, 在啁啾激光驱动下, 晶体发射谐波谱的第二平台有较大变化, 第二平台的发射效率会随啁啾参数而改变, 能够通过改变啁啾激光场来提高晶体谐波第二平台的发射效率.     

一维模型原子在组合脉冲辐照下的高次谐波发射

本文采用SMT（sknple man’s theory）仔细分析了一维普薛耳-特勒势（P—T势）模型原子在高、低频组合强激光脉冲辐照下电子的动力学行为。并且，在此基础上，着力讨论了电离电子在激光脉冲策动下回核并与之复合从而发射高次谐波的平台结构，采用一种特殊设计的高、低频脉冲组合方案。使谐波发射效率较之于只用单一低频激光时的谐波发射效率提高两个数量级。     

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.     

静电场对高次谐波时频特性的影响

通过数值求解含时薛定谔方程，发现在静电场的作用下，对原子高次谐波谱截止区附近的谐波进行叠加可以得到脉冲间隔为一个光周期的阿秒脉冲链. 利用这种性质，用12fs波长为800nm的激光附加强度为激光强度0.25%的静电场脉冲驱动He原子可以得到脉宽为220as的单个脉冲. 当静电场与激光场幅度之比达到0.39时，原子谐波谱的截止区可以被拓宽到I_p+9.1U_p，同时，次数高于I_p+0.7U_p的谐波的相位几乎是锁定的，因此可以得到谱宽大于40eV且相位锁定的谐波. 对这部分谐波进行叠加就可以得到脉宽小于100as的阿秒脉冲链.     

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.     

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.     

Multiple collisions in crystal high-order harmonic generation

We theoretically investigate high-order harmonic generation (HHG) in crystals induced by linearly polarized laser fields. We obtain the HHG spectra by solving the semiconductor Bloch equations and analyze the radiation process by different models. Here we propose a multiple collision model, in which the electrons and holes are produced at different times and places. It is found that the multiple collision trajectories can help us comprehensively and better explain the results of the quantum calculation. Moreover, we find that the harmonic suppression occurs due to the overlap of multiple collision trajectories.     

Restraint of spatial distribution in high-order harmonic generation from a model of hydrogen molecular ion

The spatial distribution in high-order harmonic generation(HHG) is theoretically investigated by using a few-cycle laser pulse from a two-dimensional model of a hydrogen molecular ion. The spatial distribution in HHG demonstrates that the harmonic spectra are sensitive to the carrier envelope phase and the duration of the laser pulse. The HHG can be restrained by a pulse with the duration of 5 fs in the region from the 90 th to 320th order. This characteristic is illustrated by the probability density of electron wave packet distribution. The electron is mainly located near the nucleus along the positive-x direction from 3.0 o.c. to 3.2 o.c., which is an important time to generate the HHG in the plateau area. We also demonstrate the time-frequency distribution in the region of the positive-and negative-x direction to explain the physical mechanism.     

电荷共振增强电离和离解电离在H~+_2谐波辐射中的贡献

理论研究了电荷共振增强电离和离解电离在H~+_2谐波辐射中的贡献.结果表明:在少周期激光场下,谐波辐射只由电荷共振增强电离贡献产生,谐波光谱呈规则的奇次谐波.在多周期激光场下,谐波辐射由电荷共振增强电离和离解电离共同贡献产生,但是电荷共振增强电离在谐波辐射中起主要作用.并且低阶谐波呈现偶次谐波.最后,通过分析含时核运动,电离几率以及谐波辐射时频分析图解释了少周期和多周期激光场驱动H~+_2辐射谐波的过程.     

双色场驱动下高次谐波的径向量子轨道干涉

研究了双色场驱动下的高次谐波量子轨道的相位匹配特性. 通过调整激光束腰优化双色场空间分布, 可以有效地增加长轨道的径向相位匹配区域, 使得长轨道和短轨道在近轴处和离轴处都同时相位匹配.通过选取合适的近场空间过滤片, 可以获得清晰的径向干涉条纹. 这些结果在分辨不同的干涉现象以及更高精度的观察高阶轨道方面有很大的潜在应用价值. 关键词： 高次谐波 量子轨道 干涉