量子波包探索高次谐波产生的啁啾效应

发布时间：2020-10-17 16:11

　　 随着激光技术的不断进步,人们对事物的研究领域越来越广泛,远至广袤苍穹近到微观粒子。在微观世界中,电子的运动大概维持在几十到几千阿秒时间尺度内,因此人们研究微观粒子就需要相匹配量级的测量工具。阿秒脉冲因有脉宽短,频率高等特点,为操纵和追踪原子、分子还有纳米结构中的超快电子动力学过程提供了可能,为人们打开了微观世界的大门。高次谐波是生成孤立阿秒脉冲的有效手段,它是由原子或分子与强激光场相互作用,产生的相干辐射波,其辐射波频率是入射激光脉冲频率的整数倍。宽平台宽度及高发射效率的高次谐波有利于生成脉宽短,强度强的孤立阿秒脉冲。生成高次谐波的方案有很多:少周期脉冲方案、双色激光场方案还有偏振门方案等等。后期也出现了许多更加完善的组合方案,如:电离门方案、叠加态方案、啁啾补偿技术、相位匹配等。本文主要通过量子波包方法来求解氦原子与单色中红外激光脉冲的发生的相互作用,来探索啁啾效应是否会对高次谐波和孤立阿秒脉冲产生积极作用。研究内容主要如下:(1)理论研究频率啁啾对高次谐波的影响。首先在激光场的频率上加入一个啁啾小量,参数为βt,不断地调整此参数的大小。通过分析对比生成的高次谐波图,来找出最佳的啁啾参量,从而证明频率啁啾对高次谐波的有利影响。(2)理论研究相位啁啾对高次谐波的影响。首先对激光场进行相位调制,然后在相位调制的基础上加入相位啁啾量,以找出最佳相位与最佳相位啁啾参量。并通过时频分析图的对比来证实此相位啁啾对高次谐波的积极响应。结果表明:当频率啁啾参量β=0.3时,高次谐波出现了两个平台,且第二平台极宽,宽度为782 eV。叠加此连续谱的第二平台,可得到强度高,脉宽极短的2.2 as的孤立脉冲。在相位啁啾中,当φ取0.3π,β取0.3产生的高次谐波谱效果最好,第二平台宽度为822 eV,可合成2.7 as的孤立阿秒脉冲。由此可得:在激光场频率或相位中加入适当的啁啾参量可得到前所未有的时间分辨率,打破了孤立阿秒脉冲脉宽新纪录。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN24
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高次谐波的研究背景及产生机制
        1.2.1 高次谐波的研究背景
        1.2.2 高次谐波的产生机制
    1.3 高次谐波发射的研究进展及应用
        1.3.1 高次谐波的国内外研究进展
        1.3.2 高次谐波的应用
    1.4 阿秒激光脉冲的发展及应用
        1.4.1 阿秒脉冲的研究进展
        1.4.2 阿秒脉冲的应用
第二章 理论模型与计算方法
    2.1 引言
    2.2 激光场形式与原子模型
    2.3 分裂算符法求解含时薛定谔方程
    2.4 激光脉冲和高次谐波在非线性介质中的传播模型
    2.5 小波变换方法
    2.6 本章小结
第三章 频率啁啾对高次谐波的影响
    3.1 引言
    3.2 单色场附加频率啁啾的激光脉冲组合方案
    3.3 频率啁啾激光场下高次谐波的产生
    3.4 2.2as孤立阿秒脉冲的产生
    3.5 本章小结
第四章 相位啁啾对高次谐波的影响
    4.1 引言
    4.2 相位调制产生高次谐波的方案
    4.3 相位啁啾激光场下高次谐波的产生
    4.4 2.7as孤立阿秒脉冲的产生
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 冯立强;;利用双色啁啾激光场产生超短的单个阿秒脉冲[J];原子与分子物理学报;2015年05期

本文编号：2845019