由于固體具有較高的電子密度,因此固體將是獲得穩(wěn)定、高效的高次諧波的有效途徑。最近國際上利用ZnO晶體與中紅外波段激光相互作用觀測到了非微擾的高次諧波現(xiàn)象,這對固體高次諧波的研究打開了一扇大門。雖然國際上對固體中的高次諧波已經(jīng)展開了很多的實(shí)驗(yàn)和理論研究,但對固體中高次諧波的產(chǎn)生機(jī)理卻了解的很少。一個(gè)重要的原因是因?yàn)楣腆w體系比較復(fù)雜,很難從理論上精確求解出固體的高次諧波譜。本文通過數(shù)值方法精確求解了克龍尼克-潘納模型在強(qiáng)激光作用時(shí)的高次諧波譜,從理論上研究了高次諧波的產(chǎn)生機(jī)制及激光參數(shù)對高次諧波的影響規(guī)律。具體研究內(nèi)容如下:(1)在理論上分析了高次諧波譜中,奇次諧波項(xiàng)的產(chǎn)生機(jī)制。當(dāng)固體材料在單色強(qiáng)光輻照時(shí),產(chǎn)生的高次諧波中只有奇次諧波項(xiàng)。我們通過模擬高次諧波的產(chǎn)生過程,發(fā)現(xiàn)能帶的對稱性對于產(chǎn)生奇次諧波起著至關(guān)重要的作用,而非對稱的能帶結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生含有偶次諧波成分的高次諧波譜。我們分別研究了帶內(nèi)和帶間高次諧波的產(chǎn)生過程,發(fā)現(xiàn)對稱的能帶中波矢正方向和負(fù)方向的帶內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)速度之和滿足奇諧函數(shù),電子分布概率之和滿足偶諧函數(shù)。帶間極化量的模值兩部分之和滿足偶諧函數(shù),相位之間也存在相對應(yīng)的關(guān)系。(2)...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1“三步模型”示意圖

2圖1-1“三步模型”示意圖[7]。①電子發(fā)生電離脫離束縛態(tài)；②電子在場強(qiáng)作用下加速；③電子返回到母核高次諧波的實(shí)驗(yàn)不斷的取得突破的同時(shí)，1993年，Corkum,Kulander和Scha人[29-30]用理論分析給出了合理的解釋，他們提出了激光場中電離的電子運(yùn)動(dòng)高....

圖1-2實(shí)驗(yàn)上測量的高次諧波譜和場強(qiáng)相關(guān)的截止頻率圖

電子科技大學(xué)學(xué)位碩士論文中心波長為3.9的激光作用到ZnSe半導(dǎo)體觀察到了高達(dá)7階的諧波。2009年DiChiara等人[40]通過中紅外激光、波長為3.66在以液態(tài)水為媒質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中觀到13階諧波。而在這些稠密的媒質(zhì)中實(shí)驗(yàn)獲得高次諧波是不容易的，因?yàn)樵?...

圖1-3高次諧波生成裝置圖

產(chǎn)生的帶間電流。這個(gè)模型能夠解釋高次諧波的截止能量大小，但是不能諧波的截止頻率與激光場強(qiáng)度的線性關(guān)系。在2013年，A.F.Kemper等人[42]重現(xiàn)了固體中高次諧波產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)的許多，包括在反演對稱材料中僅形成奇次諧波，以及隨場增加的高次諧波的非。他們發(fā)現(xiàn)諧波譜對彈性和....

圖1-4雙重作用的表面加工實(shí)驗(yàn)原理圖

如圖1-4所示[66]，為表面加工實(shí)驗(yàn)原理圖。而遠(yuǎn)紫外線通過高次諧波的發(fā)射獲得。圖1-4雙重作用的表面加工實(shí)驗(yàn)原理圖[66]實(shí)驗(yàn)中高次諧波的產(chǎn)生是通過將由飛秒激光脈沖的基諧波和基于基諧波的二倍頻諧波組成的雙色場作用到惰性氣體（氦氣）上而得到的[67]。其中飛秒激光的波長為....

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