圆偏振高次谐波产生和调控的理论研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:waixiao032124
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原子、分子在强激光场作用下的高次谐波发射(HHG)是获得低成本桌面极紫外(XUV)甚至软X射线波段相干光源的有效手段。由于其发射谱具有较大的频宽,使得其成为获得阿秒(10-18s)持续时间光脉冲的最有效方法。高次谐波是光场作用下隧穿电离的电子与母体离子重碰产生,谐波携带了母体结构特性,因而被应用于分子结构及动力学过程的探测等。由于谐波的用途广泛,近些年对于谐波特性的研究成为强场领域的热门课题。本文通过精确数值求解含时薛定谔方程,模拟H2+分子离子和He原子在组合双色场驱动下的单电子响应过程。在理论上系统地研究了H2+在同旋双圆场驱动下产生高强度椭圆偏振谐波过程,以及双圆场中两个圆偏振脉冲的相对强度比、分子核间距、分子准直角度等对高次谐波谱强度以及椭圆率的影响。理论研究表明,由两个共面同向旋转、频率比为1:2的圆极化脉冲组成的双圆场,在这样的双圆场驱动下,H2+可以产生奇次和偶次谐波。并且在场强幅值比为1:2.3左右时,H2+产生的高次谐波强度远大于原子,与相同参数下反旋双圆场的谐波强度接近。H2+在同旋双圆场驱动下的高次谐波增强机制可以通过波包随着时间的演化以及经典轨迹给出解释。我们还发现通过同旋双圆场场强幅值比和分子核间距的调控,可以增强或抑制特定阶次谐波的强度。最后我们发现谐波椭圆率明显受到分子准直角度的影响,产生的高次谐波可以在左旋椭圆偏振、线偏振和右旋椭圆偏振之间转换。另外我们还研究了He原子在频率比1:3的正交双色线偏振激光脉冲作用下的高次谐波椭圆率调控。通常情况下该光场产生的谐波均为椭圆偏振,我们发现通过改变激光场的相对相位和场强幅值比,可以改变谐波不同极化方向分量的辐角和幅值,从而调控谐波的椭圆率。在特定条件下,我们可以得到纯圆和接近纯圆偏振的谐波。这篇同旋双圆场和正交双色线偏振场下的圆偏振高次谐波发射的系统研究工作,深化了人们对复杂光场驱动下原子和分子高次谐波的新的特性和规律的认识。人们在实验上有可能利用该方案产生强度更高的偏振可控的相干高频光源,为磁性材料和手性分子圆二色性的测量提供了一种手段。
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