本文關(guān)鍵詞：全量子高次諧波理論及其截斷定律

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【摘要】：高次諧波是強場激光與原子、分子以及等離子體等物質(zhì)相互作用過程中一種重要的非線性效應(yīng)。論文基于不含人為假設(shè)的Guo, Aberg, and Crasemann (GAC)的形式散射理論,運用非微擾量子力學第一次完整地研究了高次諧波產(chǎn)生(High Harmonic Generation, HHG),并利用帶動力學條件的貝塞爾函數(shù)與高次諧波的關(guān)系,推導出了一個全新的高次諧波截斷公式。鑒于GAC理論早期創(chuàng)立始于研究強場中的閾值上電離(Above-Threshold Ionization, ATI)而經(jīng)對強激光場中的Kapitza-Dirac(KD)效應(yīng)的成功揭示而確立,為了使對高次諧波的研究基礎(chǔ)更堅實且方法更有效,對KD衍射效應(yīng)進行了理論探究與分析。具體成果如下：1.基于GAC理論,第一次完整地無人為假設(shè)地從第一原則出發(fā)推導獲得了高次諧波躍遷幾率公式,計算獲得了He、Ne、Kr、Xe等稀有氣體原子與不同強度、不同波長的激光相互作用產(chǎn)生的高次諧波譜。從貝塞爾函數(shù)的奇偶性與躍遷光子數(shù)的變化出發(fā),分析了高次諧波中偶次諧波消失的原因。理論計算獲得比傳統(tǒng)理論更長的高次諧波平臺區(qū)。2.基于貝塞爾函數(shù)的截斷(Cutoff)性質(zhì),利用帶動力學條件的貝塞爾函數(shù)與高次諧波的關(guān)系,獲得了全新的高次諧波截斷公式qchω= 3.34Up+1.83Ip。此公式與計算結(jié)果,以及Popmintchev等人的實驗結(jié)果高度符合。3.進一步理論推導和分析KD衍射效應(yīng),再現(xiàn)了Batelann等人實驗中觀測得到的KD衍射圖樣。理論研究表明,絕對平行的駐波激光不能使正入射電子產(chǎn)生衍射,電子衍射是由聚焦的駐波激光束腰行為所產(chǎn)生。理論獲得了KD衍射效應(yīng)發(fā)生的最小電場強度,并預言了KD衍射效應(yīng)中電子動量譜的邊帶。
【關(guān)鍵詞】：形式散射理論 高次諧波產(chǎn)生 高次諧波截斷定律 KD衍射效應(yīng)
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O437
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 高次諧波產(chǎn)生12-16
• 1.1.1 典型的高次諧波譜14
• 1.1.2 高次諧波產(chǎn)生原理14-15
• 1.1.3 高次諧波的應(yīng)用15-16
• 1.2 強激光場下KD衍射效應(yīng)16-21
• 1.2.1 實驗發(fā)展18-19
• 1.2.2 理論進展19-20
• 1.2.3 重要意義20-21
• 1.3 論文安排和主要工作21-22
• 參考文獻22-30
• 第二章 GAC理論介紹30-47
• 2.1 量子化的VOLKOV態(tài)30-40
• 2.1.1 類薛定諤方程的推導30-32
• 2.1.2 相干變換與壓縮變換得到Volkov態(tài)32-40
• 2.2 多光子電離的形式散射理論40-44
• 2.2.1 多光子電離的形式散射理論的推導41-43
• 2.2.2 GAC理論的主要結(jié)論43-44
• 2.3 本章小結(jié)44
• 參考文獻44-47
• 第三章 全量子高次諧波理論47-74
• 3.1 引言47-48
• 3.2 躍遷幾率公式48-63
• 3.2.1 第一項50-54
• 3.2.2 第二項54-58
• 3.2.3 第三項58-63
• 3.3 總躍遷幾率公式63-71
• 3.3.1 光場傳播方向上的高次諧波躍遷幾率公式64-66
• 3.3.2 程序計算與分析66-67
• 3.3.3 偶數(shù)階諧波消失的分析67-69
• 3.3.4 高次諧波截斷值的計算值分析69-71
• 3.4 本章小結(jié)71
• 參考文獻71-74
• 第四章 高次諧波截斷定律74-85
• 4.1 引言74-75
• 4.2 第一類貝塞爾函數(shù)集的截斷值定義75-76
• 4.3 貝塞爾函數(shù)的截斷定律76-82
• 4.3.1 動力學條件76-77
• 4.3.2 貝塞爾函數(shù)的截斷定律77-79
• 4.3.3 高次諧波的截斷定律79-81
• 4.3.4 與實驗值的對比與分析81-82
• 4.4 本章小結(jié)82
• 參考文獻82-85
• 第五章 強激光場下KD衍射效應(yīng)的非微擾理論85-100
• 5.1 單駐波條件下的理論85-91
• 5.2 聚焦駐波中的理論91-98
• 5.3 本章小結(jié)98
• 參考文獻98-100
• 第六章 總結(jié)與展望100-102
• 6.1 總結(jié)100
• 6.2 展望100-102
• 博士期間科研成果102-103
• 致謝103

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