用定量重散射理论研究原子在双色激光场中产生的高次谐波

摘要

原子和分子处在强激光场中能够发射高次谐波，这是一种非常重要的非线性光学现象。大量实验结果表明，高次谐波谱具有独特的平台结构，不仅在获得远紫外高频段相干辐射（XUV）和软X射线源等方面具有潜在的应用前景，而且也是获得阿秒脉冲的首选光源。因此，高次谐波的研究成为近年来的一个热门课题。目前,研究高次谐波的主要理论有强场近似（SFA)理论、定量重散射(QRS)理论、数值求解含时薛定谔方程（TDSE）和含时密度泛函理论(TDDFT)等。其中，虽然SFA计算耗时少，但是不能在平台区域的低能部分给出精确的谐波。TDSE计算的结果精确但非常耗时，QRS1理论克服TDSE和SFA的缺点。线性偏振单色激光场与原子相互作用时，用QRS理论计算得到的高次谐波与TDSE的结果和实验结果都符合得非常好。本论文的主要工作如下：
　　通过进一步扩展QRS理论，研究了Ar、Ne和Xe原子在双色激光场中产生的高次谐波。首先，用TDSE、scaled H和SFA提取了Ar的返回电子波包。然后，用TDSE、QRS1、QRS2、SFA计算了Ar、Ne和Xe原子的高次谐波。结果表明：用QRS理论研究原子在双色激光场中产生的高次谐波同样适用；返回电子波包很大程度上与靶原子的结构没有关系，与激光参数有关；用QRS1计算的高次谐波谱不仅耗时少，而且结果精确，同时发现高次谐波谱中有一个尖峰；用QRS2计算的高次谐波谱结果非常精确，但是计算费时,并且计算时间几乎接近TDSE。

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西北师范大学研究生学位论文作者信息

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第一章 绪论

1.1超强超短激光输出的实现与发展

1.2概述强激光与物质相互作用的研究意义

1.3强场电离机制

1.4高次谐波(HHG)

1.5本论文的主要工作

参考文献

第二章 强激光与原子相互作用的基本理论和方法

2.1基本理论概述

2.2原子在强激光场中的含时薛定谔方程(TDSE)

2.3含时密度泛函理论(TDDFT)

2.4强场近似(SFA)理论

2.5定量重散射(QRS)理论

参考文献

第三章 用QRS理论研究原子在双色激光场中产生的高次谐波

3.1引言

3.2理论方法

3.3计算结果和讨论

3.4结论

参考文献

第四章 总结与展望

4.1总结

4.2展望

攻读硕士期间发表和完成的研究论文

致谢