激光與物質(zhì)相互作用一直是人們廣泛關(guān)注的研究課題,強(qiáng)激光場(chǎng)與原子或分子相互作用會(huì)產(chǎn)生許多物理現(xiàn)象,如多光子電離（MPI）、閾上電離（ATI）、非次序雙電離（NSDI）以及高次諧波產(chǎn)生（HHG）等等。近年來,人們利用強(qiáng)激光場(chǎng)與原子分子相互作用引起的光電離現(xiàn)象來探測(cè)光電子動(dòng)量分布,通過光電子動(dòng)量分布可以研究原子分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電子動(dòng)力學(xué)。光電子動(dòng)量分布是一種激光與原子或分子相互作用后的電子波包干涉（或衍射）現(xiàn)象。由于其包含了豐富的電子動(dòng)力學(xué)信息和物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息而逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。人們利用光電子動(dòng)量分布可以對(duì)光電離過程進(jìn)行細(xì)致的研究,并且對(duì)原子或分子的軌道進(jìn)行探測(cè),從而實(shí)現(xiàn)原子或分子軌道成像。人們利用各種激光場(chǎng)與原子或分子相互作用,以探究具有多樣性的、包含豐富電子動(dòng)力學(xué)信息以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息的光電子動(dòng)量分布,例如單束線偏振激光場(chǎng)和單數(shù)圓偏振激光場(chǎng)等。最近,人們發(fā)現(xiàn)利用兩束圓偏振激光脈沖與原子或分子相互作用產(chǎn)生的光電子動(dòng)量分布具有渦旋結(jié)構(gòu),即電子渦旋,這引起了廣大研究人員的興趣;同時(shí),利用不同頻率的兩束圓偏振強(qiáng)激光脈沖組成的雙色圓偏振激光場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)豐富、包含更多物理信息的電子渦旋。這為強(qiáng)場(chǎng)原子... 

【文章來源】：遼寧師范大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：46 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)激光脈沖的強(qiáng)場(chǎng)峰值功率的發(fā)展[2];(b)激光脈沖脈寬的發(fā)展[3]

ご锝???甑鈉教ㄇ?⒄咕置妗?PA技術(shù)令激光脈沖峰值功率突破了太瓦(1TW=1012W)量級(jí)，并使激光脈寬縮短到了飛秒(fs)量級(jí)。在CPA技術(shù)出現(xiàn)以前，一般對(duì)脈沖功率的提升，就是直接放大激光脈沖能量，而放大脈沖功率的過程中，過高的脈沖峰值功率容易超過放大器的增益介質(zhì)所能承受的閾值從而對(duì)增益介質(zhì)造成破壞，并且擴(kuò)大聚焦光斑的面積和增益介質(zhì)的口徑的解決方案仍然很容易受到光學(xué)元器件和增益介質(zhì)的實(shí)際尺寸的限制而難以實(shí)施。而CPA技術(shù)則繞過了對(duì)增益介質(zhì)及其他光學(xué)元器件的改造問題。這里簡(jiǎn)單闡述一下CPA技術(shù)的基本原理。圖1.2列出了CPA技術(shù)的大致系統(tǒng)[7]，該系統(tǒng)主要由振蕩器、展寬器、放大器和壓縮器組成。首先，振蕩器輸出的超短飛秒（或皮秒）脈沖經(jīng)過展寬器進(jìn)行一定的色散，這樣脈寬在時(shí)域上就獲得了約百萬倍的展寬，展寬到百皮秒甚至納秒量級(jí)，這不僅使得脈沖峰值功率極大降低，還保證了增益介質(zhì)上脈沖能量的儲(chǔ)存；之后，通過放大器放大展寬后的激光脈沖，這樣不但降低了增益介質(zhì)及其他元器件的破壞風(fēng)險(xiǎn)，還有利于對(duì)增益介質(zhì)的吸收以儲(chǔ)存能量；當(dāng)能量達(dá)到較高的預(yù)期后，壓縮器再對(duì)之前的色散進(jìn)行補(bǔ)償，這樣脈寬又被壓縮回飛秒（或皮秒）量級(jí)。圖1.2啁啾脈沖放大技術(shù)原理[7]Fig.1.2PrincipleofChirpedPulseAmplificationtechnology[7]

雙色圓偏振激光場(chǎng)中光電子動(dòng)量分布中的電子渦旋-4-多光子電離通常采用最低階微擾理論來解釋，然而當(dāng)研究達(dá)到一定程度時(shí)，最低階微擾理論甚至是微擾理論都不能對(duì)其進(jìn)行解釋。一方面，精確的微擾描述需要高階過程來保證；另一方面，隨著激光強(qiáng)度的增加，激光場(chǎng)與原子態(tài)間的高強(qiáng)度耦合會(huì)產(chǎn)生AC-Stark效應(yīng)，使原子態(tài)在激光脈沖中發(fā)生動(dòng)態(tài)能級(jí)移動(dòng)，這是一種非微擾現(xiàn)象，故而此時(shí)微擾理論不再適用。圖1.4多光子電離Fig.1.4Multiphotonionization閾上電離是多光子電離的典型的非微擾特征。相比于多光子電離，閾上電離中電子電離所吸收的光子數(shù)超過了多光子電離所需的最小光子數(shù)，即仍在原子勢(shì)的影響下的光電離電子又額外吸收了光子。盡管當(dāng)時(shí)遇到了困難，但Gontier和Trahin等人還是于1980年應(yīng)用微擾理論對(duì)閾上電離進(jìn)行了描述，其電離速率公式為(1.3)其中為額外吸收的光子數(shù)。Fabre等人[9]于1982年對(duì)此式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。而光電子能量也只是對(duì)愛因斯坦光電效應(yīng)公式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了延伸(1.4)同樣，為電子電離所需要吸收的光子數(shù)，為額外吸收的光子數(shù)，為電離能。然而，隨著激光脈沖強(qiáng)度的增加，微擾理論還是遇到了困難，圖1.5顯示了一系列閾上電離能譜，從中可以看出許多高階電離峰。但激光脈沖能量逐漸增加后，低階電離

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[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)

博士論文
[1]強(qiáng)場(chǎng)高次諧波及光電子動(dòng)量分布的理論研究[D]. 張宏丹.吉林大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3365553