锂离子模型势与双色激光场中的高次谐波响应
发布时间：2021-04-11 11:39
高强度的激光输出技术实现以后,由于其具有其他的一般光源不能替代的优越性质,一部分有远见的科学家很快将其应用到对原子、分子等微观物质的研究当中。之后,原子、分子与强激光场之间的作用便得到了人们深入而广泛的研究,并且发现隧穿电离（TI）、阈上电离（ATI）、非顺序双电离（NSDI）及高次谐波的发射等（HHG）很多非线性物理现象可能出现在此过程中。由于此时物质处在极端的物理条件下,这些现象已经不能再用传统的微扰理论给出合理的解释,必须寻求更能符合物理事实的描述方法。其中最直接有效的一种办法,就是用体系含时薛定谔方程的直接计算结果来理解和解释这些特别的现象。但是,解析求解的办法只能处理很少特殊情况下的问题,对更多更实际的问题的解决依然有着巨大的困难。计算机技术的快速发展弥补了这一个缺点,它使得人们能够使用直接数值精确求解含时薛定谔方程（TDSE）的方法来处理这些高阶非线性问题。在强场过程中出现的众多现象中,高次谐波的发射过程及谐波特点引起了人们的高度关注和深入研究。高次谐波具有很多特别的优点:首先,高次谐波中会包含波长很短的光子成分,用此方法可以得到相干性很好的XUV激光;其次,利用高次谐波可...
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１激光的输出功率密度随时间的发展状况ｗ??激光技术在近几十年得到了极大发展
?２０１０??Ｙｅａｒ??图１．１激光的输出功率密度随时间的发展状况ｗ??激光技术在近几十年得到了极大发展。在输出功率方面，借助于图１．１所列??出的一些放大技术，从ＫＷ量级提高到了ＴＷ量级。同时，激光脉冲的时间从??Ｍｓ量级进入到了?ｆｓ量级，而且在最近，人们已经在实验上用高次谐波合成了时??间分辨率很高的阿秒相干脉冲［６－８】，并且其持续时间在不断快速缩短［９－１１】，此外这??些成果也应用到了对电子的隧穿时间１１２］、原子中内壳层空轨道的寿命Ｍ以及金??属外表面光辐射中的电子动力学［ｉ４］等超快过程的观测中。图１．２列出了激光脉冲??宽度在时间尺度上的进步情况。由此可见，利用高次谐波进行阿秒脉冲合成的方??法是人类进入阿秒世界的强有力的工具和目前为止最主要的途径。但高次谐波的??应用比此处所列出的要多得多。因此，高次谐波有着巨大的发展潜力。??对于利用激光与物质相互作用来产生高次谐波而言，获得更高频的光子即想??２??
图１．３展示／阈上电离过程产生的光电子能谱口?１，图１．４（ａ）表示多光子电离的示??意图。??６０?ｐ?１???ｉ?ｒ??ｒ?１?１???４°?丨?１?／?＝?１??２０?－?１?－ｊ??〇?Ｊ＞????２００?－?１?—??ｈｉｈ?—?３??？Ｓ?６００?－?Ｌ?Ｉ?－??Ｊ?ｉ?，?７?＝?５．８?ｍＪ?ｉ??０?４?８?１２??Ｅｎｅｒｇｙ?（ｅＶ】??图１．３不同激光场强度下阈上电离光电子能谱［２８］??１．?２．?２隧穿电离和越垒电离??由量子力学的理论我们可以知道，当一个运动着的电子波包在遇到能量比自??身高的势垒时，电子波包就有一定的机会被反射回来，同时有机会穿过去，这与??经典理论完全不符。我们把电子能越过比自身能量高的势垒的这种现象叫做隧穿??效应。在上一小结的基础上，继续增大激光场强度时，原子中电子感受到的库仑??势在强电场作用下进一步发生畸变。这时电子所感受到的总的势垒会在某一方向??上变低变窄，从而使得原本处在束缚态的电子有一定的几率发生隧穿而成为自由??电子。大量的研究表明，经隧穿区域电离后返回原子实的电子是发射高次谐波过??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子发射高次谐波的优化控制和动力学分析[J]. 王国利,李鹏程,李小勇,赵松峰,周效信. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(03)
本文编号：3131187
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１激光的输出功率密度随时间的发展状况ｗ??激光技术在近几十年得到了极大发展
?２０１０??Ｙｅａｒ??图１．１激光的输出功率密度随时间的发展状况ｗ??激光技术在近几十年得到了极大发展。在输出功率方面，借助于图１．１所列??出的一些放大技术，从ＫＷ量级提高到了ＴＷ量级。同时，激光脉冲的时间从??Ｍｓ量级进入到了?ｆｓ量级，而且在最近，人们已经在实验上用高次谐波合成了时??间分辨率很高的阿秒相干脉冲［６－８】，并且其持续时间在不断快速缩短［９－１１】，此外这??些成果也应用到了对电子的隧穿时间１１２］、原子中内壳层空轨道的寿命Ｍ以及金??属外表面光辐射中的电子动力学［ｉ４］等超快过程的观测中。图１．２列出了激光脉冲??宽度在时间尺度上的进步情况。由此可见，利用高次谐波进行阿秒脉冲合成的方??法是人类进入阿秒世界的强有力的工具和目前为止最主要的途径。但高次谐波的??应用比此处所列出的要多得多。因此，高次谐波有着巨大的发展潜力。??对于利用激光与物质相互作用来产生高次谐波而言，获得更高频的光子即想??２??
图１．３展示／阈上电离过程产生的光电子能谱口?１，图１．４（ａ）表示多光子电离的示??意图。??６０?ｐ?１???ｉ?ｒ??ｒ?１?１???４°?丨?１?／?＝?１??２０?－?１?－ｊ??〇?Ｊ＞????２００?－?１?—??ｈｉｈ?—?３??？Ｓ?６００?－?Ｌ?Ｉ?－??Ｊ?ｉ?，?７?＝?５．８?ｍＪ?ｉ??０?４?８?１２??Ｅｎｅｒｇｙ?（ｅＶ】??图１．３不同激光场强度下阈上电离光电子能谱［２８］??１．?２．?２隧穿电离和越垒电离??由量子力学的理论我们可以知道，当一个运动着的电子波包在遇到能量比自??身高的势垒时，电子波包就有一定的机会被反射回来，同时有机会穿过去，这与??经典理论完全不符。我们把电子能越过比自身能量高的势垒的这种现象叫做隧穿??效应。在上一小结的基础上，继续增大激光场强度时，原子中电子感受到的库仑??势在强电场作用下进一步发生畸变。这时电子所感受到的总的势垒会在某一方向??上变低变窄，从而使得原本处在束缚态的电子有一定的几率发生隧穿而成为自由??电子。大量的研究表明，经隧穿区域电离后返回原子实的电子是发射高次谐波过??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子发射高次谐波的优化控制和动力学分析[J]. 王国利,李鹏程,李小勇,赵松峰,周效信. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2017(03)
本文编号：3131187
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