利用两色组合激光场驱动氦原子产生单个阿秒脉冲

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阿秒脉冲(1as=10-18s)技术的发展是超快光学领域一个重要的成就,它的出现不仅极大地促进了光谱学和时间分辨测量学的发展,而且实现了人们在原子分子尺度进行实时观测、操纵和追踪电子超快动力学行为的梦想。在过去的十年中,科学家们一直在努力地寻求着产生更短阿秒脉冲的技术和方法。由于高次谐波的频谱范围可延伸到软X射线的区域,并且在截断位置附近有超连续性的优点,所以它成为了当前实验和理论研究中产生阿秒脉冲的首选光源。当前实验室中主要是利用惰性气体在强激光场中的高次谐波来产生阿秒脉冲,具体方法有:偏振门技术、电离门技术、两色门技术。在理论研究中主要是利用激光场驱动单原子产生高次谐波,通过选择合适的激光场来优化高次谐波的产生,从而获得单个阿秒脉冲,其方法是用数值方法求解激光场中原子的含时薛定谔方程。  本文的具体工作分为:  采用分裂算符方法,数值求解了原子在强激光场中的含时薛定谔方程。对由波长为1600nm和800nm两色激光形成组合场驱动氦原子产生的高次谐波进行了研究,通过改变组合场中的主要发射高次谐波的期间电场的上升沿以及下降沿随时间不同的变化率,能够使电子长路经与短路径发射谐波的特性发生变化,把由此产生的一定能量范围里的高次谐波进行叠加,能够得到更短的阿秒脉冲。通过将两束激光的延迟时间改变,可以有效地完成对电子长路径的选择,从而获得脉宽为33.7as的单个阿秒脉冲。
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