用强场近似方法研究强激光场中H原子的电离

利用传统的强场近似方法和考虑Coulomb修正的强场近似方法,计算了H原子在激光场中的总电离几率及H原子在不同波长激光场中电离的能量谱,并将得到的能量谱与直接数值求解含时Schr(?)dinger方程的结果进行了比较,结果发现:当激光波长较长时,考虑Coulomb修正的强场近似方法得到的结果与数值求解含时Schr(?)dinger方程的结果符合得较好.

激光场中原子阈上电离的强场近似方法研究

强激光与原子相互作用的基本现象是原子的电离,其中阈上电离是一种非常重要的强场电离现象,许多方法被用于研究激光场中原子的阈上电离性质,其中强场近似方法是十分重要的理论方法之一.本文利用时间演化算符及鞍点近似论述了激光场中单原子阈上电离行为的二级强场近似理论,其中一阶近似项给出低能电子的直接电离振幅,二阶近似项描述电子与母离子的重散射过程,表示高能光电子的电离振幅.文章给出了强场近似理论下线性极化的激光场中光电子能谱和电离概率,为应用强场近似方法模拟研究激光场中单原子的动力学行为提供了一定的理论参考和依据.

费曼路径积分强场动力学计算方法

超快超强激光及阿秒测量技术的诞生和发展,使人们在阿秒时间和原子空间尺度内观测及控制电子的运动成为可能.日益精密的实验测量技术对理论计算方法的精确性提出了更高的要求,如何使用理论模型从实验结果中分辨提取超快时空动力学时间和空间信息面临极大的挑战.相比于精确求解含时薛定谔方程,费曼路径积分强场动力学计算方法模型简单计算效率更高,电子波包被看作具有不同初始状态的粒子,通过解析粒子的运动状态便能厘清各种强场非线性物理现象的产生原因.本文从强场近似理论模型出发介绍了强场动力学计算中的鞍点近似,进一步详细介绍了库仑修正强场近似、基于轨迹的库仑修正强场近似与库仑量子轨迹强场近似等方法.本综述旨在为强场动力学理论计算的研究提供相关方法与文献参考,为进一步开展新型算法提供思路.

强激光场中氢负离子双光子电离能量谱的研究

利用强场近似(Strong field approximation,SFA)方法研究氢负离子(H^-)在强激光场中双光子电离的能量谱,所得到的电离谱随角度的变化规律与实验结果符合得很好.进一步的研究表明,H^-离子在强激光场中双光子电离的能量谱与有质动力能有关.激光场强度越大,光电子的有质动力能也越大,能量谱向左移动越明显.我们的结果表明,使用强场近似是一种研究负离子在强激光场中电离过程的有效方法.

强激光场中H^-离子二维光电子动量谱的理论研究

选用两个模型势,利用强场近似方法研究了H-离子在线性极化强激光场中二维光电子动量谱中次外层后重散射环.研究结果表明:两个模型势中的极化势对二维光电子动量谱的影响很小;随着激光强度的增加,二维光电子动量谱中出现后重散射环的数目变多,沿着次外层后重散射环的光电子的角分布波动性变小,能够通过多项式拟合的方法从二维光电子动量谱中次外层后重散射环获得精确的电子与H原子的弹性散射截面,特别适用于激光强度较小的情况.

理论研究强激光场中2pz态氢原子的电离

运用强场近似速度规范理论研究了激发态氢原子的电离情况,当ω<<1a.u.,γ<<1时(ω是激光场的频率,γ是Keldysh绝热参数),在线性极化激光场中推导了2pz态氢原子电离率的简单表达式,从公式中可以看出在低频极限的情况下,电离率和激光场频率ω成正比,这一公式对激发态氢原子电离机制的研究提供了重要的理论参考.

用Coulomb-Volkov方法研究强激光场中H原子的电离

利用Coulomb-Volkov方法研究了H原子在不同波长的线性极化强激光场中电离的能量谱和动量谱,并与强场近似和直接数值求解含时Schr(o|¨)dinger方程的结果进行比较,结果发现:随着激光频率的增加,由Coulomb-Volkov方法得到的结果与数值求解含时Schr(o|¨)dinger方程的结果符合得很好.

强驱动场近似下开放的V型系统中的无粒子数反转激光

在强驱动场近似下讨论了开放的Ｖ型三能级系统中实现无粒子数反转激光的条件，分析了系统增益大小跟驱动场Ｒａｂｉ频率，自发衰减率。

基态分子波函数对N2分子在强激光场中产生高次谐波的影响

在强场近似下,利用简单的近似波函数作为分子基态最高占据轨道的波函数,研究了N2分子在强激光场中产生高次谐波的特性,并将结果与用精确的分子波函数作为基态波函数得到的结果进行了比较.结果表明,采用这两种不同的分子基态波函数得到的高次谐波在分子轴与激光偏振方向间的夹角较小时符合得很好,而在夹角较大的情况下,两者的结果差异较大.通过分析不同波函数所给出的电子密度分布,给出了产生这种差异的原因.

分子取向及组合场相对相位对CO分子产生孤立阿秒脉冲的影响

原子或分子的光电离是强场物理效应的基础。在强场近似下,对于少周期激光脉冲,实验中已证实采用双色激光脉冲场可以增强和相干控制分子的电离。同时,双色场相对相位也是非常重要的参数,借助相位结构的改变来调节分子的电离亦是控制和优化激光与物质相互作用的重要方式。基于此,本文借助Lewenstein模型计算了双色激光脉冲场中利用CO分子高次谐波获得的阿秒脉冲,分析了不同分子取向下相对相位对分子电离以及产生阿秒脉冲的影响。结果显示,平台区域的超连续展宽在任意相对相位下均可产生,但随着分子取向和激光场相对相位的变化,电离较低时易获得超短孤立阿秒脉冲。

原子在红外激光场中产生高次谐波及阿秒脉冲随波长的变化规律

利用强场近似理论,研究了在长波红外激光场(波长800—2000nm)驱动下氢原子产生的高次谐波,分析了在截止位置附近高次谐波的转换效率随激光波长的变化规律.发现在截止位置附近原子发射高次谐波的转换效率比平台区域的转换效率低,但获得的阿秒脉冲的宽度会随波长的增大而缩短.

基于高能光电子非对称性的少周期激光载波包络相位确定

提出了一种利用高能光电子的非对称角分布来确定少周期激光载波包络相位(CEP)的方法。通过二级强场近似方法研究了隧穿电离区域氦原子在少周期激光驱动下阈上电离高能光电子角分布对载波相位的依赖关系,选择合适能量范围的光电子分布,能够给出非对称参数随激光CEP的变化。研究结果表明,通过这种高能光电子得到的非对称参数和由数值求解含时薛定谔方程(TDSE)得到的非对称参数随CEP的变化趋势符合得很好。由数值求解TDSE获得的非对称参数包含了低能光电子的贡献,而二级强场近似的方法仅通过高能光电子得到,从而该方法为实验测定激光的载波包络相位提供了方便。

长程库仑势在原子阈上电离能谱中的影响

利用改进的强场近似方法分析了长程势以及短程势在阈上电离能谱中的贡献,确定了能谱中低能结构的起因。同时,为了确定在计算电子与分子离子散射截面时用纯分子代替分子离子是否合理,计算了不同入射电子能量条件下,电子和原子离子弹性散射的微分散射截面。理论计算和实验结果表明在入射电子能量较大时,长程势在激光诱导的电子离子大角度背向散射时的影响可以忽略,证明了在大角度散射时,用纯分子来代替分子离子是合理的。

由动态Stark效应诱导的氢原子涡旋动量分布

采用强场近似方法,对处于两个具有时间延迟的圆偏振激光场中氢原子的涡旋状光电子动量分布进行了数值模拟。在两个延时激光脉冲的作用下,电子吸收光子后克服电离阈值,从基态经由两个不同的通道跃迁到连续态,产生的电子波包之间会发生干涉。模拟结果表明,所产生的光电子动量涡旋的旋向与两脉冲的偏振方向有关,涡旋臂的数目与激光载波频率有关。动态Stark效应是一种典型的强场现象。若在电离发生的同时考虑动态Stark效应,将会观察到动量涡旋的扭曲。对顺时针的动量涡旋及其扭曲进行分析,发现扭曲现象是由动态Stark效应引入的附加相位的时间非线性特性引起的。

Electron-Positron Pair Production in an Arbitrary Polarized Ultrastrong Laser Field

Electron-positron pair production in an arbitrary polarized ultrastrong laser field is investigated in the first order perturbation approximation in which the Volkov states are used for convenient calculation of scattering amplitude and cross section. It is found surprisingly that the optimal pair production depends strongly on the polarization. For some cases of field parameters, the optimal field is e11iptically polarized or evenly circularly polarized one, rather than the usual linear polarization as indicated by previous works interesting unexpected features are a/so discussed briefly. Some insights into pair generation are given and some