【摘 要】
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超快光学是光学技术研究前沿和热点之一,无论在理论研究还是实际应用中都有很高的研究价值。而超快激光研究领域的前沿是阿秒激光技术。目前已有多种阿秒脉冲产生方案被设计出来,都需要通过高次谐波来实现。因此,深入了解高次谐波产生（High Harmonic Generation,HHG）的机制,研究不同条件对HHG造成的影响,对于超快光学的发展具有重要意义。在HHG的介质选择方面,纳米材料——特别是石墨烯,
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超快光学是光学技术研究前沿和热点之一,无论在理论研究还是实际应用中都有很高的研究价值。而超快激光研究领域的前沿是阿秒激光技术。目前已有多种阿秒脉冲产生方案被设计出来,都需要通过高次谐波来实现。因此,深入了解高次谐波产生（High Harmonic Generation,HHG）的机制,研究不同条件对HHG造成的影响,对于超快光学的发展具有重要意义。在HHG的介质选择方面,纳米材料——特别是石墨烯,因其独特的性质成为了新兴的热点。因此,本文选取超快激光与石墨烯相互作用产生高次谐波的现象作为研究内容,对激发脉冲的各项参数对谐波激发状况的影响进行了研究。在本论文的研究中,将通过仿真实验对上述问题进行研究。计算方法以基于含时密度泛函理论的从头算方法为原理,通过使用局域密度近似泛函替代薛定谔方程中的交换相关能计算的方法对系统的能量进行计算,从而得出系统在超快激光作用下的响应。首先建立石墨烯的仿真模型,确定其中碳原子的数量及空间构成,再进行3维空间周期性的边界条件的设置。通过查阅相关资料和对系统基态能量的仿真计算,确定一系列定义石墨烯模型所需的相关参数以及实空间与K空间计算的精度。然后进行超快激光与石墨烯相互作用的仿真实验,分别研究激发脉冲的宽度、峰值功率、波长和偏振态与激发谐波的强度和级次间的关系。最终通过对这些仿真结果的总结和分析,为HHG相关的超快光学实验和研究提供有价值的参考。
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