强激光场驱动下高次谐波的时空特性研究

发布时间：2020-04-24 16:26

【摘要】：强激光脉冲与介质的相互作用是目前人们研究的前沿与热点问题。其中,超强脉冲作用于非线性气体产生高次谐波,是产生远紫外相干光源的最佳方法,也是目前产生阿秒脉冲的首选方案。本文通过数值方法来分析强激光脉冲与非线性气体介质作用产生高次谐波的微观过程与高次谐波在介质中的宏观传播。通过双色场方案合成孤立阿秒脉冲,并进一步研究了影响阿秒脉冲远场空间分布的因素。第一,针对强激光场与气体介质相互作用产生高次谐波的微观物理过程进行研究。首先,从经典动力学角度使用经典三步模型分析了单频脉冲作用下产生高次谐波的过程。然后,数值求解含时薛定谔方程得到描述电子在激光场中完整运动过程的电子波函数,并计算高次谐波的功率谱。最后,通过Morlet小波变换对高次谐波辐射进行时频分析。采用双色场方案对单频脉冲作用下产生高次谐波进行改进,成功获得了脉宽为52 as的孤立阿秒脉冲。第二,针对强激光脉冲与气体介质相互作用产生的高次谐波在气体介质中宏观传播过程进行研究。从麦克斯韦方程组出发推导了高次谐波进行宏观传播的有源波动方程,计算气体介质的非线性极化响应作为宏观传播的波动方程的源项。通过数值求解波动方程来模拟高次谐波在气体介质中的传播过程,分析了不同空间分布的激光脉冲、聚焦位置以及气室放置的位置对高次谐波宏观传播的影响。
【图文】：

图１．２．１高次谐波频谱的普遍特征示意图逡逑次谐波辐射是由气体介质的高阶非线性效应所引起的，人们所观察到在高次谐波的研究中应包括两部分：微观上，研宄气体原子或分子的，研究谐波在非线性气体介质中的宏观传播过程具体来说，如驱动激光脉冲照射在气室中的气体时，照射区域内的气体原子或分子都

．．波的理论研宄逡逑的理论中，关于高次谐波辐射的动力学过程的有多种理论描述。而能和好有Ｐ．Ｂ．Ｃｏｒｋｕｍ提出的经典三步模型理论［２Ｇ］以及Ｌｅｗｅｎｓｔｅｉｎ提出的强典模型［２１］。另外，关于高次谐波的量子描述也有很大的突破如图１
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN24

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本文编号：2639151