【摘要】：飛秒激光脈沖的泵浦-探測(cè)技術(shù)通過(guò)調(diào)節(jié)泵浦脈沖和探測(cè)脈沖之間的時(shí)間延遲實(shí)現(xiàn)了飛秒量級(jí)的時(shí)間分辨測(cè)量,是研究超快過(guò)程的常用手段。傳統(tǒng)的泵浦-探測(cè)測(cè)量中,探測(cè)激光脈沖的強(qiáng)度可以看作對(duì)靶物質(zhì)的微擾,實(shí)現(xiàn)對(duì)泵浦激光觸發(fā)體系動(dòng)力學(xué)過(guò)程的探測(cè)。三階微擾論已經(jīng)能夠很好地解釋相應(yīng)的物理過(guò)程。中等強(qiáng)度激光場(chǎng)是弱場(chǎng)和強(qiáng)場(chǎng)的過(guò)渡區(qū)域,這里激光脈沖的電場(chǎng)較強(qiáng)而系統(tǒng)的電離/解離仍能被忽略,微擾論已經(jīng)不再適用于相應(yīng)物理過(guò)程的解釋。中等強(qiáng)度激光脈沖與原子分子相互作用的高度非線性給我們認(rèn)識(shí)相關(guān)物理過(guò)程帶來(lái)了極大困難。目前,對(duì)于中等強(qiáng)度激光場(chǎng)中原子、分子的動(dòng)力學(xué)的研究較少。為了更好地理解中等強(qiáng)度激光脈沖與原子相互作用的電子動(dòng)力學(xué),我們基于三階微擾論并在躍遷偶極矩中引入修正因子,提出了適用于原子多能級(jí)系統(tǒng)的解析模型。這一模型繼承了微擾論直觀描述物理現(xiàn)象的優(yōu)點(diǎn)。銣原子基態(tài)5s ~2S_(1/2)和第一個(gè)精細(xì)結(jié)構(gòu)激發(fā)態(tài)5p ~2P_(1/2,3/2)之間的躍遷強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其它躍遷,組成了一個(gè)孤立性很好的V型三能級(jí)系統(tǒng),常常被用來(lái)提出和檢測(cè)理論模型。借助于雙邊費(fèi)曼圖,我們具體構(gòu)建了適用于中等強(qiáng)度激光場(chǎng)中銣原子吸收譜的解析公式,并用來(lái)定量地提取銣原子瞬態(tài)吸收光譜中蘊(yùn)含的價(jià)電子動(dòng)力學(xué)信息,進(jìn)而解釋中等強(qiáng)度光場(chǎng)中銣原子的超快過(guò)程。實(shí)驗(yàn)上,本文利用飛秒激光脈沖并控制泵浦、探測(cè)脈沖的強(qiáng)度,在銣原子蒸汽靶中進(jìn)行瞬態(tài)吸收光譜的測(cè)量。時(shí)間延遲依賴的吸收光譜與解析模型結(jié)果相符合,證明了解析模型的有效性。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN249;O562
【圖文】：

接反映其壽命信息。此外，激光脈沖可以有效地耦合不同的量子態(tài)，這就意味著通過(guò)對(duì)激光脈沖的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)相位的有效操控。圖1-1 理論和實(shí)驗(yàn)觀察到的 Fano 共振圖像[11]。超短脈沖激光器的誕生讓之前關(guān)于量子態(tài)相位信息的構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí)。當(dāng)激光 n mmnE Et

4圖1-2 少周期飛秒激光的阿秒條紋圖[13]�，F(xiàn)如今，得益于啁啾脈沖放大技術(shù)，高功率的飛秒脈沖激光器已經(jīng)商業(yè)化。對(duì)于一個(gè)典型飛秒激光器，其輸出參數(shù)為脈沖寬度 30 fs，單脈沖能量 3 mJ，重復(fù)頻率 1 kHz。激光束在聚焦之后，光功率密度接近一個(gè)原子單位（1 a.u. = 3.5116 1 0W/cm2），它的電場(chǎng)已經(jīng)能明顯改變?cè)觾?nèi)部的庫(kù)侖場(chǎng)。飛秒脈沖經(jīng)過(guò)進(jìn)一步頻譜展寬和壓縮后，可以獲得近似單周期（4 fs）的毫焦量級(jí)飛秒脈沖 [15]。隨著高次諧波產(chǎn)生和阿秒物理的發(fā)展 [12,13]

法諾線型間的相互變化歸因于分立量子態(tài)偶極子的相位變化。這一理論在隨后的許多工作中 [14 23]得到了驗(yàn)證。在他們之后的另一項(xiàng)研究中飛秒脈沖通過(guò)強(qiáng)場(chǎng)電離終止偶極子時(shí)間演化。通過(guò)調(diào)節(jié)飛秒脈沖和紫外的時(shí)間延遲，他們觀察到了完整的法諾線型的建立過(guò)程，如圖 1-3 所

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