H2+閾下、近閾高次諧波譜及橢偏率產(chǎn)生機(jī)制.pdf

1、在強(qiáng)場(chǎng)分子、原子和激光物理方向，高次諧波已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)的研究問題。在高次諧波的研究進(jìn)程中，過去人們重點(diǎn)關(guān)注平臺(tái)區(qū)域的諧波輻射譜特點(diǎn)及諧波輻射機(jī)制。對(duì)閾下諧波的產(chǎn)生機(jī)制關(guān)注較少。本文的研究目的:以分子H2+為研究對(duì)象，通過研究閾下、近閾諧波橢偏率來間接討論分子的軸對(duì)稱性、激發(fā)態(tài)的對(duì)稱性、多光子效應(yīng)、取向效應(yīng)等機(jī)制對(duì)閾下、近閾諧波譜輻射和諧波橢偏率的影響機(jī)制。
　　本文的研究方法:本文以數(shù)值求解薛定諤方程為基礎(chǔ)，采用數(shù)值模擬和建立解

2、析模型相結(jié)合的方式來研究諧波譜輻射機(jī)制和橢偏率產(chǎn)生機(jī)制。本文以對(duì)稱分子H2+作為粒子靶，討論了從400nm到900nm的較寬波長區(qū)間特定諧波階的橢偏率特性，且重點(diǎn)以400nm和760nm的激光波長為研究對(duì)象，討論隨取向角變化閾下諧波輻射譜產(chǎn)量以及諧波橢偏率的變化情況。另外，為了驗(yàn)證共振效應(yīng)的存在，文中選取特定共振波長及與它相鄰波長，將與基態(tài)共振的激發(fā)態(tài)的布居數(shù)做對(duì)比，直觀地得出共振的效果。文中以波長760nm的閾下諧波為研究對(duì)象，建立了

3、解析模型，分別解釋大、小取向角下與共振效應(yīng)相關(guān)的諧波的產(chǎn)生機(jī)制。通過長軌道濾波，研究了長短軌道干涉對(duì)閾下，尤其是近閾諧波輻射譜及橢偏率的貢獻(xiàn)。最后，文中將長、短程勢(shì)諧波譜時(shí)頻分析結(jié)果與改進(jìn)的經(jīng)典軌道及量子軌道做對(duì)比，并描述了電子在不同庫倫勢(shì)時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，這些為研究多光子效應(yīng)提供了可靠的依據(jù)。
　　文中的研究結(jié)果:在數(shù)值模擬的過程中，低階諧波橢偏率隨波長變化規(guī)律明顯，在基態(tài)與第二激發(fā)態(tài)共振的諧波階橢偏率在小取向角橢偏率顯著，與第一激

4、發(fā)態(tài)共振的諧波階橢偏率大取向角時(shí)較為明顯。在波長為400nm和760nm時(shí)的橢偏率圖中，分別為第五階和第九階在小角度時(shí)有顯著的橢偏率。在400nm的諧波輻射譜中，第三階諧波輻射譜強(qiáng)度隨取向角增加而減弱，而第五階諧波輻射譜強(qiáng)度隨取向角增加而增強(qiáng)，760nm時(shí)第七、九階諧波情況與400nm時(shí)三、五階諧波情況類似。通過建立簡單的解析模型，定性的解釋了760nm時(shí)在大、小取向角情況下與共振相關(guān)的諧波階的輻射機(jī)制。通過將共振波長和相鄰波長激發(fā)態(tài)的

5、布局?jǐn)?shù)做對(duì)比，多光子共振現(xiàn)象直觀得表現(xiàn)出來。另外，對(duì)比精確的諧波譜和僅考慮返回基態(tài)的諧波輻射譜，可以得到不同能量區(qū)間二者差異，更加清晰地區(qū)分“低階諧波”、“近閾諧波”和“高階諧波”。比較長、短程勢(shì)時(shí)高頻場(chǎng)下時(shí)頻分析圖像和經(jīng)典軌道、改進(jìn)經(jīng)典軌道與量子軌道的差異，能更加清晰地呈現(xiàn)近閾諧波受多光子效應(yīng)的影響。
　　研究結(jié)論:對(duì)于軸對(duì)稱分子H2+的平臺(tái)諧波區(qū)，橢偏率現(xiàn)象主要受兩中心干涉效應(yīng)影響。對(duì)于閾下諧波譜的輻射機(jī)制和橢偏率機(jī)制，主要被

6、束縛態(tài)的對(duì)稱性，多光子共振等效應(yīng)影響。由于基態(tài)和第一、二激發(fā)態(tài)的對(duì)稱性，電子躍遷受到限制，因此導(dǎo)致取向角不同時(shí)諧波輻射譜強(qiáng)度隨之改變。又由于受到多光子共振效應(yīng)的影響，導(dǎo)致一些特定的諧波階出現(xiàn)橢偏率峰值，且隨波長和取向角的變化而改變。對(duì)于近閾諧波，通過比較高頻場(chǎng)短軌道時(shí)頻分析圖像和三步模型、改進(jìn)三步模型和量子軌道之間的關(guān)系，以及長、短程庫倫勢(shì)作用下變化規(guī)律和電子在長、短程庫倫勢(shì)的運(yùn)動(dòng)軌跡，說明近閾諧波的產(chǎn)生與多光子效應(yīng)密切相關(guān)。