优化多色激光场产生单个阿秒脉冲的理论模拟

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阿秒(attosecond,1 as=10~-1818 s)脉冲是一种重要的可用于观测和控制原子、分子和固体中超快电子动力学的工具。目前国际上少数实验室已可通过高次谐波产生~50 as的单个阿秒脉冲,而国内相关记录则为88 as。获得更短阿秒脉冲对于强场物理和阿秒科学仍然是非常必要和重要的。结合目前的激光技术和实验条件,本论文就如何利用多色组合激光场产生超短孤立阿秒脉冲开展了理论模拟研究工作,主要结果如下:以800 nm多周期激光脉冲为基频场,利用遗传算法优化双色和三色激光脉冲的波形,得到亚周期激光脉冲。利用该脉冲驱动氖气,可以产生宽频带超连续高次谐波谱。只考虑单原子响应时,分别叠加适当能量范围的由优化两色和三色激光场产生的谐波,可以获得中心能量约为200 eV、脉宽分别为50 as和40 as的单个阿秒脉冲。更为重要的是,考虑传播效应,并在选取合理的实验参数(气体压强、喷嘴长度、位置)下通过对远场的谐波进行空间滤波,仍然可以获得约50 as单个阿秒脉冲。随着相干波形合成、光参量啁啾脉冲放大等超快激光技术的出现,本工作可为实验室产生超短孤立阿秒脉冲提供有益的理论指导。
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