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

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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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