高強(qiáng)度的激光輸出技術(shù)實(shí)現(xiàn)以后,由于其具有其他的一般光源不能替代的優(yōu)越性質(zhì),一部分有遠(yuǎn)見(jiàn)的科學(xué)家很快將其應(yīng)用到對(duì)原子、分子等微觀物質(zhì)的研究當(dāng)中。之后,原子、分子與強(qiáng)激光場(chǎng)之間的作用便得到了人們深入而廣泛的研究,并且發(fā)現(xiàn)隧穿電離（TI）、閾上電離（ATI）、非順序雙電離（NSDI）及高次諧波的發(fā)射等（HHG）很多非線性物理現(xiàn)象可能出現(xiàn)在此過(guò)程中。由于此時(shí)物質(zhì)處在極端的物理?xiàng)l件下,這些現(xiàn)象已經(jīng)不能再用傳統(tǒng)的微擾理論給出合理的解釋,必須尋求更能符合物理事實(shí)的描述方法。其中最直接有效的一種辦法,就是用體系含時(shí)薛定諤方程的直接計(jì)算結(jié)果來(lái)理解和解釋這些特別的現(xiàn)象。但是,解析求解的辦法只能處理很少特殊情況下的問(wèn)題,對(duì)更多更實(shí)際的問(wèn)題的解決依然有著巨大的困難。計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展彌補(bǔ)了這一個(gè)缺點(diǎn),它使得人們能夠使用直接數(shù)值精確求解含時(shí)薛定諤方程（TDSE）的方法來(lái)處理這些高階非線性問(wèn)題。在強(qiáng)場(chǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的眾多現(xiàn)象中,高次諧波的發(fā)射過(guò)程及諧波特點(diǎn)引起了人們的高度關(guān)注和深入研究。高次諧波具有很多特別的優(yōu)點(diǎn):首先,高次諧波中會(huì)包含波長(zhǎng)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,利用高次諧波可... 

【文章來(lái)源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１激光的輸出功率密度隨時(shí)間的發(fā)展?fàn)顩rｗ??激光技術(shù)在近幾十年得到了極大發(fā)展

?２０１０??Ｙｅａｒ??圖１．１激光的輸出功率密度隨時(shí)間的發(fā)展?fàn)顩rｗ??激光技術(shù)在近幾十年得到了極大發(fā)展。在輸出功率方面，借助于圖１．１所列??出的一些放大技術(shù)，從ＫＷ量級(jí)提高到了ＴＷ量級(jí)。同時(shí)，激光脈沖的時(shí)間從??Ｍｓ量級(jí)進(jìn)入到了?ｆｓ量級(jí)，而且在最近，人們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)上用高次諧波合成了時(shí)??間分辨率很高的阿秒相干脈沖［６－８】，并且其持續(xù)時(shí)間在不斷快速縮短［９－１１】，此外這??些成果也應(yīng)用到了對(duì)電子的隧穿時(shí)間１１２］、原子中內(nèi)殼層空軌道的壽命Ｍ以及金??屬外表面光輻射中的電子動(dòng)力學(xué)［ｉ４］等超快過(guò)程的觀測(cè)中。圖１．２列出了激光脈沖??寬度在時(shí)間尺度上的進(jìn)步情況。由此可見(jiàn)，利用高次諧波進(jìn)行阿秒脈沖合成的方??法是人類進(jìn)入阿秒世界的強(qiáng)有力的工具和目前為止最主要的途徑。但高次諧波的??應(yīng)用比此處所列出的要多得多。因此，高次諧波有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α??對(duì)于利用激光與物質(zhì)相互作用來(lái)產(chǎn)生高次諧波而言，獲得更高頻的光子即想??２??

圖１．３展示／閾上電離過(guò)程產(chǎn)生的光電子能譜口?１，圖１．４（ａ）表示多光子電離的示??意圖。??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】??圖１．３不同激光場(chǎng)強(qiáng)度下閾上電離光電子能譜［２８］??１．?２．?２隧穿電離和越壘電離??由量子力學(xué)的理論我們可以知道，當(dāng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的電子波包在遇到能量比自??身高的勢(shì)壘時(shí)，電子波包就有一定的機(jī)會(huì)被反射回來(lái)，同時(shí)有機(jī)會(huì)穿過(guò)去，這與??經(jīng)典理論完全不符。我們把電子能越過(guò)比自身能量高的勢(shì)壘的這種現(xiàn)象叫做隧穿??效應(yīng)。在上一小結(jié)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)增大激光場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，原子中電子感受到的庫(kù)侖??勢(shì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下進(jìn)一步發(fā)生畸變。這時(shí)電子所感受到的總的勢(shì)壘會(huì)在某一方向??上變低變窄，從而使得原本處在束縛態(tài)的電子有一定的幾率發(fā)生隧穿而成為自由??電子。大量的研究表明，經(jīng)隧穿區(qū)域電離后返回原子實(shí)的電子是發(fā)射高次諧波過(guò)??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]原子發(fā)射高次諧波的優(yōu)化控制和動(dòng)力學(xué)分析[J]. 王國(guó)利,李鵬程,李小勇,趙松峰,周效信.  中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2017(03)



本文編號(hào)：3131187