本文選題：諧波效率　切入點(diǎn)：分子結(jié)構(gòu)　出處：《陜西師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：強(qiáng)激光場(chǎng)中物質(zhì)的高次諧波輻射是當(dāng)前強(qiáng)場(chǎng)物理領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。首先,利用諧波輻射可以得到阿秒脈沖,后者在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。另外,利用諧波輻射可以在超快時(shí)間尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)分子的軌道成像,這對(duì)理解化學(xué)反應(yīng)具有重要的意義。從實(shí)際應(yīng)用的角度考慮,人們除了希望充分拓展諧波平臺(tái),進(jìn)而得到更短的阿秒脈沖外,人們還希望在更低的驅(qū)動(dòng)激光場(chǎng)輸入功率下得到更高的諧波輻射產(chǎn)量,進(jìn)而得到更強(qiáng)的阿秒脈沖。因此提高諧波輻射效率(諧波積分產(chǎn)量與驅(qū)動(dòng)激光場(chǎng)功率之比)的方法也一直為人們所關(guān)注。近年來(lái),人們已經(jīng)深入研究了諧波輻射效率與驅(qū)動(dòng)激光場(chǎng)波長(zhǎng)的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)測(cè)量方面,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明諧波效率隨波長(zhǎng)變化的標(biāo)度律為λ-(6.3±1.1)；在數(shù)值模擬方面,通過(guò)求解含時(shí)薛定諤方程給出的標(biāo)度律為λ-(5-6),與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得較好；在理論研究方面,通過(guò)強(qiáng)場(chǎng)近似(SFA：strong-field approximation)方法給出的標(biāo)度律與前兩者不完全相符。目前對(duì)諧波輻射效率的研究主要集中在原子。對(duì)分子諧波輻射效率的研究較少。對(duì)于分子而言,由于其具有更多的自由度和多中心特征,其在強(qiáng)激光場(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)也更加復(fù)雜,展示了許多新的效應(yīng)(例如取向效應(yīng),兩中心干涉效應(yīng)等)。本文我們將詳細(xì)研究分子諧波輻射效率與分子取向,驅(qū)動(dòng)激光波長(zhǎng)之間的關(guān)系。本文第三章研究了在不同激光波長(zhǎng)(400nm到2300nm)下,取向分子H2+產(chǎn)生的高次諧波。數(shù)值的模擬結(jié)果表明波長(zhǎng)依賴(lài)的高次諧波效率與分子取向密切相關(guān)。我們的分析揭示出對(duì)于不同的波長(zhǎng)所產(chǎn)生高次諧波,再散射電子的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)扮演了舉足輕重的角色。在這個(gè)過(guò)程中,電子的動(dòng)力學(xué)與分子結(jié)構(gòu)之間的相互作用起到主導(dǎo)性作用。本章給出一個(gè)簡(jiǎn)單的模型來(lái)描述波長(zhǎng)取向依賴(lài)的高次諧波產(chǎn)生現(xiàn)象,并展示了取向分子在不同電子路徑下產(chǎn)生諧波效率的波長(zhǎng)標(biāo)度。本文第四章通過(guò)數(shù)值計(jì)算,研究了強(qiáng)激光場(chǎng)中CO2分子在不同波長(zhǎng)和取向角下產(chǎn)生的高次諧波輻射的效率。我們的研究表明,CO2分子的垂直諧波效率在較小的和中間的取向角時(shí)傾向于與平行諧波效率可比或更高,而在較大的取向角時(shí),垂直諧波效率遠(yuǎn)低于平行諧波效率。進(jìn)一步的分析表明CO2分子的結(jié)構(gòu)對(duì)其垂直諧波效率有重要的影響,且該影響與波長(zhǎng)有關(guān)。本章的研究建議對(duì)于較復(fù)雜的分子,應(yīng)該在分子的軌道成像實(shí)驗(yàn)中考慮垂直諧波的貢獻(xiàn)。
[Abstract]:The high order harmonic radiation of matter in the intense laser field is one of the hot issues in the field of strong field physics. Firstly, the attosecond pulse can be obtained by using the harmonic radiation, which is widely used in science and technology. The orbital imaging of molecules can be realized in ultrafast time scale by using harmonic radiation, which is of great significance for understanding chemical reactions. From the point of view of practical application, people want to fully expand the harmonic platform. In addition to the shorter attosecond pulse, people also hope to get higher harmonic radiation output at lower input power of the driving laser field. Therefore, the method of improving the harmonic radiation efficiency (the ratio of harmonic integral output to the power of driving laser field) has been paid more and more attention in recent years. The relationship between the harmonic radiation efficiency and the wavelength of the driving laser field has been deeply studied. The experimental results show that the scaling law of the variation of harmonic efficiency with the wavelength is 位 -6. 3 鹵1.1, and in the aspect of numerical simulation, The scalar law given by solving the time-dependent Schrodinger equation is 位 -N 5-6, which is in good agreement with the experimental results. The scaling law given by the strong field approximation (SFA): strong-field approximation method is not completely consistent with the former two methods. At present, the research on harmonic radiation efficiency is mainly focused on atoms, but less on molecular harmonic radiation efficiency. Because of its more degree of freedom and multi-center characteristics, its dynamics in the intense laser field is more complex, showing many new effects (such as orientation effect). In this paper, we will study in detail the relationship between the efficiency of molecular harmonic radiation and the molecular orientation and the driving wavelength of the laser. In the third chapter, we study the effects of different laser wavelengths from 400 nm to 2300 nm. Numerical simulation results show that the wavelength dependent high harmonic efficiency is closely related to the molecular orientation. Our analysis reveals that high order harmonics are generated for different wavelengths. The dynamical properties of the rescattered electrons play an important role. The interaction between electron dynamics and molecular structure plays a dominant role. In this chapter, a simple model is given to describe the phenomenon of wavelength orientation-dependent high-order harmonic generation. The wavelength scaling of harmonic efficiency of oriented molecules under different electron paths is also shown. Chapter 4th is numerically calculated. The high order harmonic radiation efficiency of CO2 molecules at different wavelengths and orientation angles in a high intensity laser field is studied. Our results show that the vertical harmonic efficiency of CO 2 molecules tends to be parallel to that of parallel harmonics at small and intermediate orientation angles. Wave efficiency is comparable or higher, The vertical harmonic efficiency is much lower than the parallel harmonic efficiency when the orientation angle is large. Further analysis shows that the structure of CO2 molecule has an important influence on its vertical harmonic efficiency. In this chapter, it is suggested that the contribution of vertical harmonics should be taken into account in the orbital imaging experiments for more complex molecules.
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN24

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本文編號(hào)：1608917