啁啾引入时刻对H_2~+谐波光谱的影响

理论研究了长脉宽激光驱动下啁啾引入时刻对H_2~+高次谐波光谱的影响.结果表明,在长脉宽激光驱动下,H_2~+在激光前半程区域具有较高的谐波辐射效率.因此,在激光前半程引入啁啾调控可获得高强度光谱连续区.此外,在啁啾调控区域引入单极激光场可以进一步获得高能谐波连续区.最后,叠加谐波连续区的谐波,可获得39 as的孤立脉冲.     

调控空间非均匀啁啾场获得孤立阿秒脉冲

通过调节二阶啁啾参数和空间非均匀效应对高次谐波光谱进行了优化.结果表明：在长脉宽负向啁啾和负向非均匀效应组合下,谐波光谱截止能量和强度得到最佳增大,并获得X射线范围内的光谱连续区.最后,通过叠加光谱连续区上的部分谐波可获得一个脉宽仅为23 as的孤立脉冲.     

非均匀3色激光场波形优化产生阿秒脉冲

为了获得最佳谐波发射的非均匀激光波形,采用求解薛定谔方程的方法,寻找了正负非均匀效应下三色激光场的最佳波形.结果表明,在正负非均匀效应下,分别选择最佳的正向和负向激光波形可以获得最佳延伸效果的高次谐波光谱.最后,在谐波平台区通过傅里叶变换可得到脉宽为43 as的脉冲.     

利用三束中红外空间非均匀激光场产生超长平台区

数值研究了氦离子在三束中红外激光场下发射高次谐波以及阿秒脉冲的特点. 计算结果表明, 通过适当调节三束激光场的延迟时间和相位角, 不仅谐波发射的截止能量得到了延伸, 而且单一的量子路径也被选择出来对谐波发射起作用, 随后通过适当的引入空间非均匀参数,谐波截止能量得到了进一步扩展,形成了一个超长的1773eV的平台区. 并且我们发现当选择氦离子的基态和第一激发态为叠加初始态时,谐波的强度被增强了4-6个数量级. 最后, 通过叠加谐波谱上的谐波, 可获得一系列脉宽为32as左右的阿秒X射线光源. 并且这些光源的强度比氦离子基态作为初始态时增强了4-6个数量级.     

利用三束中红外空间非均匀激光场产生超长平台区

数值研究了氦离子在三束中红外激光场下发射高次谐波以及阿秒脉冲的特点. 计算结果表明, 通过适当调节三束激光场的延迟时间和相位角, 不仅谐波发射的截止能量得到了延伸, 而且单一的量子路径也被选择出来对谐波发射起作用, 随后通过适当的引入空间非均匀参数,谐波截止能量得到了进一步扩展,形成了一个超长的1773eV的平台区. 并且我们发现当选择氦离子的基态和第一激发态为叠加初始态时,谐波的强度被增强了4-6个数量级. 最后, 通过叠加谐波谱上的谐波, 可获得一系列脉宽为32as左右的阿秒X射线光源. 并且这些光源的强度比氦离子基态作为初始态时增强了4-6个数量级.     

HeH~(2+)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HeH~(2+)分子发射高次谐波的特点.计算结果表明,HeH~(2+)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482 eV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30 as的超短X射线光源.     

利用三束中红外空间非均匀激光场产生超长平台

数值研究了氦离子在三束中红外激光场下发射高次谐波以及阿秒脉冲的特点.计算结果表明,通过适当调节三束激光场的延迟时间和相位角,不仅谐波发射的截止能量得到了延伸,而且单一的量子路径也被选择出来对谐波发射起作用,随后通过适当的引入空间非均匀参数,谐波截止能量得到了进一步扩展,形成了一个超长的1773 e V的平台区.并且我们发现当选择氦离子的基态和第一激发态为叠加初始态时,谐波的强度被增强了4-6个数量级.最后,通过叠加谐波谱上的谐波,可获得一系列脉宽为32 as左右的阿秒X射线光源.并且这些光源的强度比氦离子基态作为初始态时增强了4-6个数量级.     

空间非均匀场下核间距对不对称分子谐波发射的影响

数值研究了空间非均匀场下核间距离对于不对称分子HeH~(2+)发射高次谐波以及阿秒脉冲的影响.计算结果表明,通过适当调节HeH~(2+)分子离子的核间距离以及空间非均匀参数,不仅谐波发射的截止能量得到了延伸,而且单一的短量子路径也被选择出来对谐波发射起作用.随后适当引入第二束控制激光场,谐波截止能量得到了进一步扩展,形成了两个带宽分别在431 eV和372 eV的连续平台区.最后,通过适当的叠加谐波,可获得脉宽为31 as-65 as的一系列阿秒X射线光源.     

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。     

时-空域波形优化延伸高次谐波截止能量的研究

在高次谐波发射三步模型的指导下,理论研究了三色场时-空域波形调控对谐波截止能量的影响．在时域调控下,通过改变三束激光场的强度比、相位和延迟时间获得了最佳的三色场时域波形．在该波形下,谐波截止能量得到最佳延伸．在空间调控下,在上述最佳波形的基础上选择适当的正向激光非均匀效应后,谐波截止能量得到了进一步延伸．并且,随着非均匀参数增大,谐波截止能量也可持续增大．通过分析激光波形、空间非均匀效应和谐波发射过程给出了谐波截止能量延伸的原因．并且,通过叠加部分谐波可获得脉宽为45as的单个脉冲．     

附加谐波脉冲生成强的39阿秒孤立脉冲

采用多周期800 nm激光组合它的27次谐波脉冲生成超短、宽频的孤立阿秒脉冲.研究表明,脉宽为1 fs的27次谐波脉冲可以有效地控制电子动力学过程.将其加入到单色激光场的特定时域,可以控制电离概率在半个光学周期内迅速提升,使得谐波的转化效率相对于单色场情形增强4个数量级,并实现单一的短量子路径选择,出现频宽为108 eV的超连续辐射谱,叠加该连续谱140次到210次谐波获得了脉宽为39as的强、短孤立脉冲.与文献[7]中采用5 fs/800 nm激光附加紫外阿秒脉冲的方法相比,该方案生成的连续谱频带增宽一 关键词： 组合激光脉冲 连续辐射谱 阿秒脉冲     

Generation of intense water window X-ray pulses by superposition of an initial state of the helium atom driven by a three-color field

We theoretically study the generation of high-order harmonics and attosecond pulses from the superposition of an initial state in helium atom driven by a three-color laser field. It is shown that when the initial state is chosen to be a single electronic state, due to the rapid depletion of the ground state, the efficiency of the spectral continuum will be decreased as the initial state increases. When the initial state is chosen to be the coherent superposition of the ground state and an arbitrary excited state, the efficiency of the spectral continuum can be enhanced compared to that from the single initial state. Further, with the optimization of the three-color laser beam, not only can the harmonic cutoff be extended to the water window X-ray region but also the spectral continuum is contributed by the single harmonic emission peak with the dominant short quantum path. Consequently, two combinations of the laser parameters can be found to generate the water window spectral continuum. By properly superposing some harmonics on the spectral continuum, a number of intense water window pulses with the duration of sub-35 as can be produced.     

空间非均匀啁啾双色场驱动下氦离子的高次谐波以及孤立阿秒脉冲的产生

本文理论上研究了初态为基态与第一激发态等权叠加的一维氦离子在空间非均匀啁啾双色场驱动下氦离子的高次谐波发射及孤立阿秒脉冲的产生. 研究表明, 一维氦离子在空间非均匀啁啾双色场驱动下发射的高次谐波相对于均匀场情况截止位置得到明显扩展, 得到了光滑的超连续谱,并应用半经典三步模型解释了高次谐波发射的物理机理. 通过小波变换的方法对连续谱进行了时频分析, 并且与电子的经典运动轨迹进行了对比分析, 结果显示在空间非均匀场中长量子轨道消失, 短量子轨道加强. 讨论了空间非均匀啁啾双色场中时间延迟对谐波和孤立阿秒脉冲产生的影响, 发现适当调整时间延迟值可以得到较大延展的光滑的超连续谐波谱, 本方案中时间延迟为t₀=1.6πup/ω₁时得到了最大延展, 通过对谐波中600次到680次(80次)谐波合成得到32 as的孤立脉冲.     

Extreme Ultraviolet Sources Generation by Using the Two-Color Multi-Cycle Weak Inhomogeneous Field

An efficient method for attosecond extreme ultraviolet source generation under the two-color multi-cycle weak pulse has been theoretically presented by using the concept of the plasmonic field enhancement in the vicinity of metallic nanostructures. The results show that by properly choosing the inhomogeneity of the two-color multi-cycle(20 fs) weak pulse(1013W/cm2), not only the harmonic cutoff has been extended, resulting in a broadband XUV continuum, but also the single short quantum path has been selected to contribute to the harmonic. As a result, two isolated XUV pulses with durations of 68 as and 66 as can be obtained.     

三色激光控制量子路径生成短于30阿秒的孤立脉冲

采用多周期的800 nm钛宝石激光组合1600 nm中红外脉 冲辐照氦离子产生高次谐波发射功率谱. 相对于单色场情形, 谐波谱出现明显的双平台结构, 且在第二平台区出现了光滑的连续辐射谱, 其转化效率相对于第一平台低了约两个数量级. 通过附加脉宽为1 fs的27次谐波脉冲到双色激光场的特定时域, 可以控制电子电离在半个光学周期内迅速提升, 获得了由单一短量子路径贡献的连续辐射谱, 使得第二平台区谐波的转化效率相对于组合场情形增强4个数量级, 且连续谱的频谱范围从第二平台区扩展到第一平台区, 叠加该连续谱190次到285次谐波生成了脉宽为29 as的强、短孤立脉冲.     

量子路径控制生成宽频软X射线连续辐射谱

数值研究了双色激光脉冲与一维氩原子相互作用的谐波发射功率谱.双色激光脉冲由800 nm和1600 nm的两束激光组成,脉冲持续时间为9.7 fs.计算结果表明,相对相位为π时,谐波截止频率从单色场情形的58 eV大幅度地展宽到316 eV,获得频宽为93 eV的软X射线连续辐射谱.此外,还采用短程的普薛耳－特勒势和长程的软化库仑势进行比对,数值结果表明该连续辐射谱的存在具有普适性.通过半经典的“三步”模型和时频分析小波变换方法对该连续辐射谱进行分析,发现其主要由单一的“短”量子路径生成,直接叠加频率从22 关键词： 红外双色激光脉冲 连续辐射谱 阿秒脉冲     

Theoretical investigation of high-order harmonic generation from asymmetric molecular ions in the chirped laser field

High-order harmonic generation from the asymmetric helium hydrogen molecular ion exposed to a few-cycle chirped laser field is theoretically investigated by numerically solving the reduced one-dimension non-Born–Oppenheimer time dependent Schrödinger equation. The numerical results show that the plateau of the high-order harmonic spectrum is dramatically broadened and smoother with the introduction of the chirp. Further study presents that only the short quantum path contributes to harmonic emission and the long quantum path disappears in the chirped laser. In addition, an 80-as isolated attosecond pulse is obtained by superposing the harmonics from the 100th to the 130th order in the chirped field. The time-frequency distributions and the electronic probability distributions are presented to explain the underlying physical mechanism.     

超短脉冲谐波辐射过程中的量子路径分析

本文数值计算了脉宽为半个光学周期的超短脉冲在不同载波包络相位下的谐波波谱,通过比较谐波波谱截止频率与电子通过主要路径可获得的最大动能的差异,研究了超短脉冲谐波辐射过程中的量子路径。结果显示,超短脉冲谐波辐射过程中电子获得动能的量子路径偏离主要量子路径,而且该偏离效应受载波包络相位的影响。     

超短脉冲谐波辐射过程中的量子路径分析

本文数值计算了脉宽为半个光学周期的超短脉冲在不同载波包络相位下的谐波波谱,通过比较谐波波谱截止频率与电子通过主要路径可获得的最大动能的差异,研究了超短脉冲谐波辐射过程中的量子路径。结果显示,超短脉冲谐波辐射过程中电子获得动能的量子路径偏离主要量子路径,而且该偏离效应受载波包络相位的影响。