基于啁啾雙色激光場阿秒脈沖的產(chǎn)生及優(yōu)化研究.pdf

1、在過去的十幾年里，激光與分子原子的相互作用已經(jīng)得到了廣泛的研究。阿秒脈沖能夠作為一種強(qiáng)大的工具去探測原子、分子和材料內(nèi)部的電子動(dòng)力學(xué)過程，例如原子光激發(fā)和光電離，電子與電子和電子與核關(guān)聯(lián)以及納米材料系統(tǒng)中的電子動(dòng)力學(xué)過程等。到目前為止，高次諧波由于其非擾動(dòng)和高度非線性進(jìn)程，以及特殊的頻譜特性，已經(jīng)成為了一種實(shí)驗(yàn)上產(chǎn)生阿秒脈沖的獨(dú)一無二的方法。核振動(dòng)對高次諧波的影響也已經(jīng)被廣泛的研究分析。本文主要針對H2+在激光場中的演化，以及如何獲得單

2、阿秒脈沖，并對其控制優(yōu)化進(jìn)行了相關(guān)研究，并提出了獲得單阿秒脈沖的一種新的方案，以便獲得更高效的單阿秒脈沖光源。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）對激光與分子原子的相互作用產(chǎn)生的高次諧波的輻射過程進(jìn)行了理論分析。首先，主要介紹了經(jīng)典理論模型、強(qiáng)場近似理論以及數(shù)值求解含時(shí)薛定諤方程這三種理論模型。接著詳細(xì)介紹了高次諧波在宏觀介質(zhì)中的傳播過程及相應(yīng)的模擬模型，這些理論為后邊分子振動(dòng)以及高次諧波和阿秒脈沖的獲得提供了理論依據(jù)。
　

3、?。?）在波恩-奧本海默條件下利用含時(shí)薛定諤方程研究了H2+在激光場中的演化過程。對比了H2+分別在800納米與138納米的激光場作用下，基態(tài)與第二激發(fā)態(tài)之間的躍遷過程。發(fā)現(xiàn)在138納米的波長條件下，電子更容易發(fā)生低能級(jí)到高能級(jí)之間的躍遷。接著研究了在激光場作用下，H2+的核間距與電離率隨時(shí)間的變化情況。研究結(jié)果表明在800納米激光場作用下，H2+只是在平衡核間距附近做周期性振動(dòng)，在不同時(shí)刻采用極紫外波段的光源可以調(diào)控H2+的電離時(shí)刻。

4、在電荷共振加強(qiáng)電離所對應(yīng)的振動(dòng)態(tài)下，分子的初始平均核間距最大。
　?。?）研究了激光與氖原子相互作用產(chǎn)生高次諧波及阿秒脈沖的過程。在單體響應(yīng)過程下，研究了多光周期800納米和1300納米合成的激光場驅(qū)動(dòng)下，高次諧波的產(chǎn)生情況。發(fā)現(xiàn)，在截止區(qū)附近能夠產(chǎn)生一段超連續(xù)譜。接著研究了控制場參數(shù)對獲得單阿秒脈沖的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)脈寬達(dá)到40飛秒后，簡單的非啁啾的雙色場方案不能產(chǎn)生單阿秒脈沖。這里對控制場參數(shù)的研究為后邊啁啾雙色場參數(shù)的選取提供了

5、前提條件。
　　（4）提出了采用啁啾雙色激光場驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生單阿秒脈沖的一種新方案。采用40飛秒的相同脈寬的雙色激光場驅(qū)動(dòng)下，通過對比采用啁啾基頻脈沖與非啁啾基頻脈沖時(shí)，高次諧波及阿秒脈沖的產(chǎn)生情況，發(fā)現(xiàn)啁啾雙色激光場驅(qū)動(dòng)下，能夠獲得單阿秒脈沖。在此基礎(chǔ)上，研究了控制場參數(shù)對獲得單阿秒脈沖的影響。研究結(jié)果表明：在此方案中，甚至不需要載波包絡(luò)相位穩(wěn)定，也能產(chǎn)生一個(gè)單阿秒脈沖。這樣一個(gè)載波包絡(luò)相位不穩(wěn)定的多光周期脈沖在大部分激光實(shí)驗(yàn)室都很容