双圆偏振激光场驱动原子产生谐波的级次选择律及简单分子轨道成像的研究

发布时间：2020-06-29 13:07

【摘要】：高次谐波是强激光场与原子、分子等相互作用过程中产生的一种非线性效应。高次谐波既是阿秒脉冲的重要来源,又可以用于分子轨道成像。高次谐波为研究阿秒-埃尺度的电子动力学过程提供了途径,成为激光物理研究的一个前沿热点。本文利用非微扰形式散射理论研究了双色反向旋转圆偏振激光场驱动原子、分子产生的谐波能谱,并探讨了利用能谱对分子中电子轨道成像的算法。具体研究内容及结果如下:(1)根据高次谐波生成的解析公式计算了双色反向旋转圆偏振激光场中氢原子的谐波谱,在无任何额外近似的条件下,再现了谐波级次及偏振度随倍频场的变化规律。研究发现:在-)4,3,2(??双色反向旋转圆偏振场中产生的谐波级次分别为nnn???,15,14,13且(10)1级次的谐波偏振度与基频场偏振相同,-1级次的谐波偏振度与倍频场偏振相同。进一步研究发现,(10)1级次的谐波从基频场中吸收n)((10)1个光子,从倍频场中吸收n个光子,从而与基频场偏振相同;而-1级次的谐波情况则相反。此外我们还发现改变激光强度比不会改变谐波的级次和偏振度。对于分子产生的谐波,其级次选择还依赖于分子价电子分布的对称性。(2)探讨了利用高次谐波能谱对分子中电子轨道成像的算法。高次谐波生成的解析公式包含分子轨道波函数部分和描述电子在激光场中运动的动力学部分,我们发展了一种迭代算法,借助标度定律消除了电子动力学影响后可以基于此谐波谱提取分子波函数的信息。这种方法区别于现有的研究中参考原子谐波确定电子动力学的方法。
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O562;TN219
【图文】：

图 1.1 不同时间尺度或空间尺度下，我们可以观察到的微观粒子的运动情况[18]第五阶段，本世纪末至今，阿秒脉冲的产生就是这个阶段最好的诠释。5 飞秒的近红外激光脉冲在实验上已经较容易实现，而且其聚焦后光强已经可达到1022W/cm2量级。在实验上，人们已经多次成功的得到阿秒量级的激光脉冲[7]，阿秒脉冲可以对原子内电子的运动进行跟踪研究。从此开辟了超强激光场与物质相互作用的新领域。

图 1.1 不同时间尺度或空间尺度下，我们可以观察到的微观粒子的运动阶段，本世纪末至今，阿秒脉冲的产生就是这个阶段最好的诠外激光脉冲在实验上已经较容易实现，而且其聚焦后光强已m2量级。在实验上，人们已经多次成功的得到阿秒量级的激光可以对原子内电子的运动进行跟踪研究。从此开辟了超强激光的新领域。

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本文编号：2733903