利用两束同色激光场与其他场组合驱动原子产生单个阿秒脉冲研究

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阿秒(1as=10-18s)是研究电子超快过程和原子分子尺度内电子动力学过程的有力工具,利用阿秒脉冲来对时间宽度为2.5飞秒的超短脉冲进行成像和对原子内壳层Auger过程进行跟踪的成功实现,使人们对阿秒的研究产生了浓厚的兴趣。由原子在强激光场发射的高次谐波是人们获得阿秒脉冲的首选光源,因此,高次谐波近年来一直是研究工作者广泛关注的课题。目前利用高次谐波获得单个阿秒脉冲的方法主要有:偏振门技术,两色激光、三色激光、多色激光、激光加半周期场以及利用啁啾激光和静电场共同作用驱动原子产生单个阿秒脉冲。  本文利用分裂算符方法数值求解一维氦原子的含时薛定谔方程,研究了氦原子在两束同色激光场与半周期脉冲(Hcps)形成的组合场驱动下所发射高次谐波的特点。研究结果表明,氦原子在这种组合场驱动下,高次谐波谱的平台区域能得到很大的扩展,其截止位置可延伸到IP+9.6UP,通过构造截止位置附近的高次谐波谱能够得到脉宽63as的单个阿秒脉冲。经过分析后发现,半周期脉冲的加入不仅使高次谐波谱平台能够得到扩展,同时还抑制了电子长路径对高次谐波的贡献。  本文还提出了使用两束同色激光场与中红外场形成的组合场驱动一维氦原子产生单个阿秒脉冲的方法。通过数值模拟研究了氦原子在组合场驱动下发射高次谐波的特点,谐波谱的截止位置可以拓展到IP+12.6UP,在对第二平台区域不同范围内高次谐波叠加均能得到单个阿秒脉冲,最短脉宽达42as,尤其是对平台区域的前端进行叠加,不仅可以得到单个阿秒脉冲,而且与截止位置附近高次谐波构造的阿秒脉冲相比,强度提高了3个数量级。经过分析发现,中红外场与半周期脉冲一样不仅使高次谐波谱平台区域得到了扩展,同时还抑制了电子长路径对高次谐波的贡献。中红外场与半周期脉冲比较也有所不同,它不仅可以使我们在较大范围内对高次谐波叠加得到单个阿秒脉冲,而且比在半周期脉冲下得到的单个阿秒脉冲的脉宽要窄。  
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