發(fā)布時(shí)間：2017-04-05 14:11

  本文關(guān)鍵詞：阿秒脈沖調(diào)控及分子結(jié)構(gòu)探測(cè)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高次諧波是飛秒激光與物質(zhì)相互作用中產(chǎn)生的高階非線性、非微擾現(xiàn)象�；诟叽沃C波的阿秒極紫外以及軟x射線光源的產(chǎn)生為探測(cè)物質(zhì)內(nèi)部的電子動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供了阿秒量級(jí)的時(shí)間分辨率。有研究指出,阿秒脈沖還可對(duì)原子分子內(nèi)部的電子波包提供埃量級(jí)空間分辨率的探測(cè)。阿秒脈沖所帶來(lái)的前所未有的時(shí)間和空間分辨率將有助于人們對(duì)物理、化學(xué)以及生命科學(xué)中最基本的過(guò)程進(jìn)行探測(cè)。深入的研究高次諧波的產(chǎn)生過(guò)程對(duì)未來(lái)開(kāi)發(fā)新的阿秒探測(cè)技術(shù)具有十分重要的意義。 基于高次諧波的超快探測(cè)技術(shù)可以總結(jié)為兩類。第一類稱為直接探測(cè)技術(shù)。與傳統(tǒng)的泵浦探測(cè)實(shí)驗(yàn)類似,利用高次諧波產(chǎn)生的阿秒脈沖來(lái)激發(fā)物質(zhì),探測(cè)其中的超快動(dòng)力學(xué)過(guò)程。所以基于阿秒脈沖的直接探測(cè)技術(shù)可以視為將飛秒光譜學(xué)以及飛秒化學(xué)技術(shù)拓展到阿秒時(shí)間尺度上。一些基于直接探測(cè)技術(shù)的原子分子以及固體中的阿秒動(dòng)力學(xué)過(guò)程的研究已經(jīng)展開(kāi)。第二類被稱為高次諧波的“自探測(cè)”技術(shù)。即在高次諧波產(chǎn)生的過(guò)程中,諧波信號(hào)中攜帶靶原子分子的結(jié)構(gòu)和軌道對(duì)稱性信息。從高次諧波信號(hào)當(dāng)中提取出這些信息,就可以實(shí)現(xiàn)具有阿秒量級(jí)的極高時(shí)間分辨率、分子層面空間分辨的新探測(cè)手段。 本論文在已有的研究工作的基礎(chǔ)上,開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究： (1)提出了兩種高效產(chǎn)生孤立阿秒脈沖的方案。第一種是采用“預(yù)激發(fā)”介質(zhì),靶原子的部分電子波包激發(fā)到激發(fā)態(tài)上。由于激發(fā)態(tài)電離能較小,更容易電離。在飛秒激光脈沖的作用下獲得寬帶超連續(xù)譜的同時(shí),大大的提高了高次諧波的效率。第二種是在高電離介質(zhì)中采用貝塞爾高斯光束驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高強(qiáng)度孤立阿秒脈沖。發(fā)現(xiàn),貝塞爾高斯光束可以很好的抑制激光在傳播過(guò)程中由于等離子體散焦引起的變形,產(chǎn)生的阿秒脈沖具有良好的時(shí)空分布以及光束質(zhì)量。 (2)利用用量子軌道模型對(duì)橢圓偏振激光脈沖驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生高次諧波的特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。著重分析了諧波強(qiáng)度隨著橢偏率的變化以及諧波橢偏率的來(lái)源。針對(duì)那些對(duì)高次諧波有貢獻(xiàn)的量子軌道,發(fā)現(xiàn)這些量子軌道在電子電離時(shí)刻存在初始動(dòng)量,導(dǎo)致電離率發(fā)生變化,影響了諧波的效率。提出了一種解析模型來(lái)計(jì)算諧波強(qiáng)度隨著橢偏率的變化關(guān)系。另外一個(gè)部分是產(chǎn)生高次諧波的偏振特性,發(fā)現(xiàn)諧波的橢偏率來(lái)源于電子在隧穿電離過(guò)程中動(dòng)量的量子不確定性。 (3)基于阿秒脈沖的直接探測(cè)技術(shù)研究了不同分子在極紫外脈沖作用下光電子動(dòng)量分布的干涉結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)干涉結(jié)構(gòu)中包含分子的幾何結(jié)構(gòu)以及分子軌道的對(duì)稱性信息。通過(guò)干涉條紋的間距,可以測(cè)量分子的核間距。并且采用雙中心干涉模型,可以根據(jù)分子軌道的對(duì)稱性重構(gòu)出分子軌道。 (4)提出了一種非平面波近似下基于高次諧波的分子軌道層析成像算法。采用更加精確的分子連續(xù)態(tài)波函數(shù),建立了分子軌道與諧波信號(hào)之間可逆的映射關(guān)系,指出在不采用平面波近似的情況下仍然可以從諧波信號(hào)中重構(gòu)分子軌道。以氮?dú)夥肿訛槔?采用雙中心庫(kù)倫連續(xù)態(tài)波,成功的重構(gòu)了氮?dú)獾姆肿榆壍?鞏固了分子軌道層析成像的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：高次諧波 阿秒脈沖 結(jié)構(gòu)探測(cè) 分子軌道 層析成像
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O437
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 超強(qiáng)超快激光技術(shù)的發(fā)展概述10-14
• 1.2 高次諧波輻射14-17
• 1.3 基于高次諧波的阿秒脈沖產(chǎn)生17-20
• 1.4 基于高次諧波的分子結(jié)構(gòu)探測(cè)20-21
• 1.5 論文的主要工作21-23
• 2 飛秒激光與原子分子相互作用的理論模型23-42
• 2.1 經(jīng)典三步模型23-27
• 2.2 強(qiáng)場(chǎng)近似模型27-34
• 2.3 數(shù)值求解含時(shí)薛定諤方程34-39
• 2.4 高次諧波在氣體介質(zhì)中的傳播模型39-42
• 3 基于高次諧波的阿秒脈沖的產(chǎn)生42-65
• 3.1 中紅外激光脈沖驅(qū)動(dòng)下“預(yù)激發(fā)”介質(zhì)中寬帶超連續(xù)譜的產(chǎn)生42-54
• 3.2 貝塞爾高斯光束驅(qū)動(dòng)下采用偏振態(tài)門產(chǎn)生孤立阿秒脈沖54-65
• 4 橢偏激光脈沖驅(qū)動(dòng)下高次諧波效率以及橢偏率的研究65-76
• 4.1 橢偏激光脈沖驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生高次諧波特性概述65-66
• 4.2 高次諧波效率隨著驅(qū)動(dòng)激光橢偏率的變化66-72
• 4.3 橢偏激光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下高次諧波的偏振特性研究72-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 5 阿秒脈沖激發(fā)不同分子動(dòng)量譜衍射結(jié)構(gòu)的研究76-92
• 5.1 阿秒脈沖光電子探測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介76-78
• 5.2 阿秒脈沖激發(fā)下分子光電子動(dòng)量譜計(jì)算78-79
• 5.3 結(jié)果和討論79-91
• 5.5 本章小結(jié)91-92
• 6 非平面波近似下基于高次諧波的分子軌道層析成像研究92-100
• 6.1 基于高次諧波的分子軌道層析成像研究背景92-93
• 6.2 非平面波近似下分子軌道層析成像算法93-96
• 6.3 氮?dú)夥肿榆壍赖姆瞧矫娌ǔ上?/span>96-99
• 6.4 本章小結(jié)99-100
• 7 總結(jié)和展望100-102
• 致謝102-104
• 參考文獻(xiàn)104-116
• 附錄1 博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文116-118

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1 聶玉昕;光脈沖寬度達(dá)到阿秒[J];物理;2002年06期

2 張敬濤;;阿秒物理學(xué)[J];世界科學(xué);2009年01期

3 鄭穎輝;曾志男;鄒璞;張麗;李小芳;劉鵬;李儒新;徐至展;;阿秒啁啾的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2010年03期

4 ;跟蹤·掃描[J];科學(xué);2003年03期

5 韓海年,魏志義,蒼宇,張杰;阿秒激光脈沖的新進(jìn)展[J];物理;2003年11期

6 王向欣,王成,李邵輝,劉建勝,徐至展;脈沖啁啾對(duì)于阿秒脈沖的影響[J];光子學(xué)報(bào);2005年05期

7 曹偉;蘭鵬飛;陸培祥;;緊聚焦激光束作用于電子實(shí)現(xiàn)單個(gè)阿秒脈沖輸出[J];物理學(xué)報(bào);2006年05期

8 ;我國(guó)阿秒脈沖啁啾控制取得新突破[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2009年09期

9 ;利用太赫茲場(chǎng)調(diào)制獲得載波相位穩(wěn)定的寬帶阿秒脈沖[J];光學(xué)與光電技術(shù);2009年05期

10 彭良友;徐明輝;張政;龔旗煌;;利用阿秒激光追蹤和控制原子分子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)(英文)[J];物理學(xué)進(jìn)展;2010年04期

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1 李小勇;周效信;;阿秒脈沖宏觀效應(yīng)的研究[A];第十六屆全國(guó)原子與分子物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

2 蘭鵬飛;洪偉毅;曹偉;王新林;陸培祥;;多周期飛秒激光驅(qū)動(dòng)不對(duì)稱分子產(chǎn)生阿秒脈沖[A];2006年全國(guó)強(qiáng)場(chǎng)激光物理會(huì)議論文集[C];2006年

3 夏昌龍;郭靜;劉學(xué)深;;雙色垂直偏振激光疊加靜電場(chǎng)作用下孤立阿秒脈沖的產(chǎn)生[A];第十六屆全國(guó)原子與分子物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

4 郭福明;楊玉軍;朱頎人;;利用正交偏振組合激光脈沖方法生成孤立阿秒脈沖[A];第十五屆全國(guó)原子與分子物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

5 霍義萍;曾志男;李儒新;徐至展;;雙色場(chǎng)輔助阿秒XUV光電離及其應(yīng)用[A];2004年全國(guó)強(qiáng)場(chǎng)激光物理會(huì)議論文集（二）[C];2004年

6 霍義萍;;阿秒脈沖產(chǎn)生和表征的基礎(chǔ)研究[A];2011西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

7 ;大會(huì)報(bào)告目錄[A];2006年全國(guó)強(qiáng)場(chǎng)激光物理會(huì)議論文集[C];2006年

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中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 張夢(mèng)然;德成功研制世界最快阿秒級(jí)光脈沖[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

2 李山;用阿秒激光脈沖“追趕”分子內(nèi)的電子[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

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4 實(shí)習(xí)生 張夢(mèng)然;瑞典科學(xué)家首次成功捕捉電子運(yùn)動(dòng)畫面[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

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1 王小偉;基于阿秒瞬態(tài)吸收光譜的電子超快動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

2 楊增強(qiáng);原子X(jué)UV光吸收譜的阿秒超快控制研究[D];北京理工大學(xué);2015年

3 李洋;阿秒脈沖調(diào)控及分子結(jié)構(gòu)探測(cè)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

4 張慶斌;中紅外驅(qū)動(dòng)光源及阿秒脈沖產(chǎn)業(yè)的機(jī)制研究[D];華中科技大學(xué);2011年

5 張剛臺(tái);強(qiáng)場(chǎng)作用下氦離子高次諧波發(fā)射及孤立阿秒脈沖的產(chǎn)生[D];吉林大學(xué);2011年

6 羅江華;量子軌道時(shí)空調(diào)控及寬帶孤立阿秒脈沖產(chǎn)生[D];華中科技大學(xué);2014年

7 夏昌龍;強(qiáng)激光脈沖作用下高次諧波超連續(xù)譜發(fā)射及孤立阿秒脈沖的產(chǎn)生[D];吉林大學(xué);2013年

8 杜洪川;孤立阿秒脈沖的產(chǎn)生及其優(yōu)化[D];蘭州大學(xué);2013年

9 鄭莉;強(qiáng)場(chǎng)高次諧波及阿秒脈沖的優(yōu)化研究[D];上海交通大學(xué);2009年

10 張慶斌;中紅外驅(qū)動(dòng)光源及阿秒脈沖產(chǎn)生的機(jī)制研究[D];華中科技大學(xué);2011年

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1 秦岳飛;利用多色激光脈沖獲得孤立阿秒脈沖的研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

2 朱建;納米尺度等離激元場(chǎng)的阿秒步長(zhǎng)相干控制研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

3 董文樸;原子阿秒瞬時(shí)吸收譜研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

4 何文娜;極化門作用下中紅外場(chǎng)驅(qū)動(dòng)氦原子產(chǎn)生單個(gè)阿秒脈沖[D];西北師范大學(xué);2015年

5 陳光宇;采用較長(zhǎng)脈寬雙色場(chǎng)獲得孤立阿秒脈沖[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2010年

6 羅牧華;激光與等離子體相互作用中阿秒脈沖的產(chǎn)生[D];山東師范大學(xué);2011年

7 孟健;組合脈沖參數(shù)對(duì)孤立阿秒脈沖產(chǎn)生的影響[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2012年

8 劉勝男;利用多周期雙色場(chǎng)獲得孤立阿秒脈沖機(jī)理的研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2012年

9 黃鑫亭;雙色場(chǎng)模式產(chǎn)生阿秒脈沖的理論探究[D];大連海事大學(xué);2013年

10 孟長(zhǎng)偉;啁啾脈沖輻照下始于原子迭加態(tài)的諧波平臺(tái)展寬和高效阿秒激光的生成[D];吉林大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：287141