二维条件下H2+体系高次谐波产生的理论研究

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随着激光技术的飞快发展,其脉宽不断减小,强度不断提高。强激光与原子、分子以及固体相互作用产生的高次谐波为研究原子、分子以及固体量子态提供了一种十分重要的技术途径,已成为国内外的研究焦点。本论文通过数值求解二维条件下含时薛定谔方程,模拟分子高次谐波的产生。针对H2+体系,研究了二维条件下高次谐波产生过程中的路径控制以及极小值产生机理,具体内容如下:(1)在正交双色激光电场中,通过改变垂直分子轴方向的激光频率,控制了谐波的发射路径。在谐波发射过程,二维正交ω/2ω激光场抑制了多次回碰,并以短量子路径为主。通过改变垂直分子轴方向的激光频率,利用正交ω/1.5ω激光电场,不仅减弱了多次回碰,而且一个光周期内的谐波发射次数从两次变成一次。结合时频分布和含时电子波包几率密度,发现谐波发射路径的变化取决于电子的含时分布。此外,通过叠加适当的谐波范围,得到脉宽为68-as的孤立阿秒脉冲。(2)通过改变分子的核间距,研究了大核间距条件下H2+高次谐波谱极小值的产生机理。在较小的核间距(例如:R=4 a.u.)下,谐波谱中没有出现极小值。随着核间距的增加,谐波谱上出现极小值。结合经典的电离-回碰动能分布以及电子在基态和第一激发态上的布居数,发现电子在基态和第一激发态之间的跃迁导致了极小值的产生。另外,通过改变激光电场与分子轴的夹角,有效控制了极小值的产生,从而进一步验证了极小值的产生机理。
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