双色圆偏振激光场中光电子动量分布中的电子涡旋
发布时间：2021-08-27 03:28
激光与物质相互作用一直是人们广泛关注的研究课题,强激光场与原子或分子相互作用会产生许多物理现象,如多光子电离（MPI）、阈上电离（ATI）、非次序双电离（NSDI）以及高次谐波产生（HHG）等等。近年来,人们利用强激光场与原子分子相互作用引起的光电离现象来探测光电子动量分布,通过光电子动量分布可以研究原子分子内部结构及电子动力学。光电子动量分布是一种激光与原子或分子相互作用后的电子波包干涉（或衍射）现象。由于其包含了丰富的电子动力学信息和物质结构信息而逐渐受到人们的广泛关注。人们利用光电子动量分布可以对光电离过程进行细致的研究,并且对原子或分子的轨道进行探测,从而实现原子或分子轨道成像。人们利用各种激光场与原子或分子相互作用,以探究具有多样性的、包含丰富电子动力学信息以及物质结构信息的光电子动量分布,例如单束线偏振激光场和单数圆偏振激光场等。最近,人们发现利用两束圆偏振激光脉冲与原子或分子相互作用产生的光电子动量分布具有涡旋结构,即电子涡旋,这引起了广大研究人员的兴趣;同时,利用不同频率的两束圆偏振强激光脉冲组成的双色圆偏振激光场会产生结构丰富、包含更多物理信息的电子涡旋。这为强场原子...
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：46 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)激光脉冲的强场峰值功率的发展[2];(b)激光脉冲脉宽的发展[3]
ご锝???甑钠教ㄇ?⒄咕置妗?PA技术令激光脉冲峰值功率突破了太瓦(1TW=1012W)量级，并使激光脉宽缩短到了飞秒(fs)量级。在CPA技术出现以前，一般对脉冲功率的提升，就是直接放大激光脉冲能量，而放大脉冲功率的过程中，过高的脉冲峰值功率容易超过放大器的增益介质所能承受的阈值从而对增益介质造成破坏，并且扩大聚焦光斑的面积和增益介质的口径的解决方案仍然很容易受到光学元器件和增益介质的实际尺寸的限制而难以实施。而CPA技术则绕过了对增益介质及其他光学元器件的改造问题。这里简单阐述一下CPA技术的基本原理。图1.2列出了CPA技术的大致系统[7]，该系统主要由振荡器、展宽器、放大器和压缩器组成。首先，振荡器输出的超短飞秒（或皮秒）脉冲经过展宽器进行一定的色散，这样脉宽在时域上就获得了约百万倍的展宽，展宽到百皮秒甚至纳秒量级，这不仅使得脉冲峰值功率极大降低，还保证了增益介质上脉冲能量的储存；之后，通过放大器放大展宽后的激光脉冲，这样不但降低了增益介质及其他元器件的破坏风险，还有利于对增益介质的吸收以储存能量；当能量达到较高的预期后，压缩器再对之前的色散进行补偿，这样脉宽又被压缩回飞秒（或皮秒）量级。图1.2啁啾脉冲放大技术原理[7]Fig.1.2PrincipleofChirpedPulseAmplificationtechnology[7]
双色圆偏振激光场中光电子动量分布中的电子涡旋-4-多光子电离通常采用最低阶微扰理论来解释，然而当研究达到一定程度时，最低阶微扰理论甚至是微扰理论都不能对其进行解释。一方面，精确的微扰描述需要高阶过程来保证；另一方面，随着激光强度的增加，激光场与原子态间的高强度耦合会产生AC-Stark效应，使原子态在激光脉冲中发生动态能级移动，这是一种非微扰现象，故而此时微扰理论不再适用。图1.4多光子电离Fig.1.4Multiphotonionization阈上电离是多光子电离的典型的非微扰特征。相比于多光子电离，阈上电离中电子电离所吸收的光子数超过了多光子电离所需的最小光子数，即仍在原子势的影响下的光电离电子又额外吸收了光子。尽管当时遇到了困难，但Gontier和Trahin等人还是于1980年应用微扰理论对阈上电离进行了描述，其电离速率公式为(1.3)其中为额外吸收的光子数。Fabre等人[9]于1982年对此式进行了实验验证。而光电子能量也只是对爱因斯坦光电效应公式的基础上进行了延伸(1.4)同样，为电子电离所需要吸收的光子数，为额外吸收的光子数，为电离能。然而，随着激光脉冲强度的增加，微扰理论还是遇到了困难，图1.5显示了一系列阈上电离能谱，从中可以看出许多高阶电离峰。但激光脉冲能量逐渐增加后，低阶电离
【参考文献】：
期刊论文
[1]Strain effect on the orientation-dependent harmonic spectrum of monolayer aluminum nitride[J]. Zi Wen Wang,Shi Cheng Jiang,Guang Lu Yuan,Tong Wu,Cheng Li,Chen Qian,Cheng Jin,Chao Yu,Wei Jie Hua,Rui Feng Lu. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2020(05)
博士论文
[1]强场高次谐波及光电子动量分布的理论研究[D]. 张宏丹.吉林大学 2019
本文编号：3365553
【文章来源】：辽宁师范大学辽宁省
【文章页数】：46 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)激光脉冲的强场峰值功率的发展[2];(b)激光脉冲脉宽的发展[3]
ご锝???甑钠教ㄇ?⒄咕置妗?PA技术令激光脉冲峰值功率突破了太瓦(1TW=1012W)量级，并使激光脉宽缩短到了飞秒(fs)量级。在CPA技术出现以前，一般对脉冲功率的提升，就是直接放大激光脉冲能量，而放大脉冲功率的过程中，过高的脉冲峰值功率容易超过放大器的增益介质所能承受的阈值从而对增益介质造成破坏，并且扩大聚焦光斑的面积和增益介质的口径的解决方案仍然很容易受到光学元器件和增益介质的实际尺寸的限制而难以实施。而CPA技术则绕过了对增益介质及其他光学元器件的改造问题。这里简单阐述一下CPA技术的基本原理。图1.2列出了CPA技术的大致系统[7]，该系统主要由振荡器、展宽器、放大器和压缩器组成。首先，振荡器输出的超短飞秒（或皮秒）脉冲经过展宽器进行一定的色散，这样脉宽在时域上就获得了约百万倍的展宽，展宽到百皮秒甚至纳秒量级，这不仅使得脉冲峰值功率极大降低，还保证了增益介质上脉冲能量的储存；之后，通过放大器放大展宽后的激光脉冲，这样不但降低了增益介质及其他元器件的破坏风险，还有利于对增益介质的吸收以储存能量；当能量达到较高的预期后，压缩器再对之前的色散进行补偿，这样脉宽又被压缩回飞秒（或皮秒）量级。图1.2啁啾脉冲放大技术原理[7]Fig.1.2PrincipleofChirpedPulseAmplificationtechnology[7]
双色圆偏振激光场中光电子动量分布中的电子涡旋-4-多光子电离通常采用最低阶微扰理论来解释，然而当研究达到一定程度时，最低阶微扰理论甚至是微扰理论都不能对其进行解释。一方面，精确的微扰描述需要高阶过程来保证；另一方面，随着激光强度的增加，激光场与原子态间的高强度耦合会产生AC-Stark效应，使原子态在激光脉冲中发生动态能级移动，这是一种非微扰现象，故而此时微扰理论不再适用。图1.4多光子电离Fig.1.4Multiphotonionization阈上电离是多光子电离的典型的非微扰特征。相比于多光子电离，阈上电离中电子电离所吸收的光子数超过了多光子电离所需的最小光子数，即仍在原子势的影响下的光电离电子又额外吸收了光子。尽管当时遇到了困难，但Gontier和Trahin等人还是于1980年应用微扰理论对阈上电离进行了描述，其电离速率公式为(1.3)其中为额外吸收的光子数。Fabre等人[9]于1982年对此式进行了实验验证。而光电子能量也只是对爱因斯坦光电效应公式的基础上进行了延伸(1.4)同样，为电子电离所需要吸收的光子数，为额外吸收的光子数，为电离能。然而，随着激光脉冲强度的增加，微扰理论还是遇到了困难，图1.5显示了一系列阈上电离能谱，从中可以看出许多高阶电离峰。但激光脉冲能量逐渐增加后，低阶电离
【参考文献】：
期刊论文
[1]Strain effect on the orientation-dependent harmonic spectrum of monolayer aluminum nitride[J]. Zi Wen Wang,Shi Cheng Jiang,Guang Lu Yuan,Tong Wu,Cheng Li,Chen Qian,Cheng Jin,Chao Yu,Wei Jie Hua,Rui Feng Lu. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2020(05)
博士论文
[1]强场高次谐波及光电子动量分布的理论研究[D]. 张宏丹.吉林大学 2019
本文编号：3365553
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3365553.html
