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大的工具去探測原子、分子和材料內(nèi)部的電子動力學(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)中的電子動力學(xué)過程等。到目前為止，高次諧波由于其非擾動和高度非線性進程，以及特殊的頻譜特性，已經(jīng)成為了一種實驗上產(chǎn)生阿秒脈沖的獨一無二的方法。核振動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行了理論分析。首先，主要介紹了經(jīng)典理論模型、強場近似理論以及數(shù)值求解含時薛定諤方程這三種理論模型。接著詳細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以及高次諧波和阿秒脈沖的獲得提供了理論依據(jù)。
　

3、　（2）在波恩-奧本海默條件下利用含時薛定諤方程研究了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)生低能級到高能級之間的躍遷。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，在不同時刻采用極紫外波段的光源可以調(diào)控H2+的電離時刻。

4、在電荷共振加強電離所對應(yīng)的振動態(tài)下，分子的初始平均核間距最大。
　　（3）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。
　?。?）提出了采用啁啾雙色激光場驅(qū)動產(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)動下，通過對比采用啁啾基頻脈沖與非啁啾基頻脈沖時，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)生一個單阿秒脈沖。這樣一個載波包絡(luò)相位不穩(wěn)定的多光周期脈沖在大部分激光實驗室都很容