利用原子自电离态和激发态提高高次谐波转换效率

发布时间：2021-04-23 19:19

　　强激光场与原子分子相互作用会释放出频率为激光频率高阶倍的高能光子,也就是高次谐波。高次谐波不仅是获取阿秒脉冲的首要光源,而且可以获得相干短脉冲的XUV和X射线源,此外,利用高次谐波可以探测原子和分子的微观结构。目前,如何提高谐波的转换效率是一个主要的研究课题。本文就如何利用原子自电离态和激发态提高谐波的转换效率开展了理论研究工作。本文的主要工作如下:第一,利用原子共振模型势,研究了激光脉冲包络的波形对In原子基态和自电离态4d105s21s0→4d95s25p（2D）1p1发生共振跃迁产生高次谐波的影响,探究了双色场对提高谐波转换效率的影响。结果表明,从基态到自电离态的跃迁能量接近于800 nm激光脉冲作用下第13阶谐波的能量,因此产生了强度高于其他阶谐波几个数量级的共振峰。由于激光脉冲的干涉效应,梯形包络的激光场比高斯包络的激光场作用下产生了更加分立的谐波。加入双色场之后,接近XUV中心频率的谐波强度也相应提升,并且谐波强度提高的位置也随着XUV中心频率发生改变。第二,基于精确模型势,提出了利用激光脉冲驱动He原子产生布居数可控的基态与较低激发态（n≤3）的制备方案,通过数值求解三维... 

【文章来源】：西北师范大学甘肃省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 物质与强激光场相互作用时的电离机制
        1.2.1 多光子电离（MPI）与阈上电离（ATI）
        1.2.2 隧穿电离（TI）与越垒电离（OBTI）
    1.3 高次谐波（High-order harmonic generation,HHG）
        1.3.1 高次谐波的产生以及特点
        1.3.2 高次谐波产生的理论解释
        1.3.3 高次谐波的研究意义
        1.3.4 提高谐波转换效率的手段
    1.4 本论文的主要工作
    参考文献
第二章 理论方法
    2.1 强激光场与物质相互作用的基本理论
    2.2 原子在强激光场中的含时Schrodinger方程
    2.3 伪谱法求解含时Schrodinger方程
    参考文献
第三章 In原子基态与自电离态共振产生的高次谐波
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 激光波形对谐波的影响
        3.2.2 双色场对谐波的影响
    3.4 小结
    参考文献
第四章 He原子低激发态的制备和高次谐波的产生
    4.1 引言
    4.2 He原子模型势
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 He原子低激发态的制备
        4.3.2 He原子2s激发态产生的高次谐波
    4.4 小结
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
攻读硕士期间发表和完成的研究论文
致谢


【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)
[2]采用附加共振高频场提高强场高次谐波的产生效率[J]. 曾志男,李儒新,程亚,屈卫星,徐至展.  光学学报. 2001(10)
[3]超强激光场物理学[J]. 孟绍贤.  物理学进展. 1999(03)
[4]初始粒子数布居对高次谐波的影响[J]. 李学信,徐至展,张文琦.  中国激光. 1997(12)
[5]强场物理—— 一门崭新的学科[J]. 张杰.  物理. 1997(11)
[6]飞秒化学──一匹黑马?[J]. 何国钟.  化学进展. 1997(02)



本文编号：3155891