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两种波形调控方法获得单次谐波光源的研究
1
作者 刘航 王佳琪 冯立强 《原子与分子物理学报》 北大核心 2024年第4期129-133,共5页
本文利用啁啾波形调控和双色场波形调控对单次谐波光源的产生进行了研究.结果发现:在啁啾波形调控下,单次谐波光源的调节范围在170次到370次谐波区间,能量调节范围较宽.并且,单次谐波的产生对激光脉宽和光强的要求不高.在双色场波形调控... 本文利用啁啾波形调控和双色场波形调控对单次谐波光源的产生进行了研究.结果发现:在啁啾波形调控下,单次谐波光源的调节范围在170次到370次谐波区间,能量调节范围较宽.并且,单次谐波的产生对激光脉宽和光强的要求不高.在双色场波形调控下,单次谐波光源的调节范围仅在80次到110次谐波区间,能量调节范围较窄.并且,单次谐波的产生对激光脉宽和光强的要求较高. 展开更多
关键词 单次谐波 波形调控 高次谐波 组合场 啁啾场
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时-空域波形优化延伸高次谐波截止能量的研究
2
作者 王佳琪 冯立强 刘航 《原子与分子物理学报》 北大核心 2024年第5期101-105,共5页
在高次谐波发射三步模型的指导下,理论研究了三色场时-空域波形调控对谐波截止能量的影响.在时域调控下,通过改变三束激光场的强度比、相位和延迟时间获得了最佳的三色场时域波形.在该波形下,谐波截止能量得到最佳延伸.在空间调控下,在... 在高次谐波发射三步模型的指导下,理论研究了三色场时-空域波形调控对谐波截止能量的影响.在时域调控下,通过改变三束激光场的强度比、相位和延迟时间获得了最佳的三色场时域波形.在该波形下,谐波截止能量得到最佳延伸.在空间调控下,在上述最佳波形的基础上选择适当的正向激光非均匀效应后,谐波截止能量得到了进一步延伸.并且,随着非均匀参数增大,谐波截止能量也可持续增大.通过分析激光波形、空间非均匀效应和谐波发射过程给出了谐波截止能量延伸的原因.并且,通过叠加部分谐波可获得脉宽为45 as的单个脉冲. 展开更多
关键词 三色激光场 空间非均匀激光场 高次谐波 波形优化 阿秒脉冲
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利用扭转双脉冲驱动激光产生偏振方向可控的阿秒脉冲(特邀)
3
作者 杨立岗 杜进旭 王国利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期83-91,共9页
研究了扭转双脉冲激光参数对产生高次谐波和阿秒脉冲偏振方向的影响。结果表明,当两束同频线偏振激光脉冲偏振方向正交并具有合适的时间延迟(或相位差)时,改变它们之间的强度比,可以在垂直于激光传播方向的平面内得到任意偏振方向的线... 研究了扭转双脉冲激光参数对产生高次谐波和阿秒脉冲偏振方向的影响。结果表明,当两束同频线偏振激光脉冲偏振方向正交并具有合适的时间延迟(或相位差)时,改变它们之间的强度比,可以在垂直于激光传播方向的平面内得到任意偏振方向的线极化阿秒脉冲,而激光载波包络相位不会对这种调控产生显著影响。此外,在合适的激光强度比下,利用两束激光脉冲之间的偏振夹角也可以有效控制阿秒脉冲的偏振方向。为产生偏振方向可控阿秒脉冲提供了一种简单易操作的方案。 展开更多
关键词 双脉冲激光场 高次谐波 阿秒脉冲 偏振方向 调控
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三色激光在充气波导管内产生孤立阿秒脉冲相位匹配条件的分析(特邀)
4
作者 陈振煌 李保昌 +2 位作者 张弛 游家豪 金成 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期70-82,共13页
对比优化与未优化的三色光组合发现,当高次谐波场在波导管内传播时,仅当单原子响应中始终保持单个发射峰,或者在合适相位匹配条件下单原子响应中的多余发射峰被抑制时,才能有效地产生孤立阿秒脉冲。比较不同三色光组合下产生的孤立阿秒... 对比优化与未优化的三色光组合发现,当高次谐波场在波导管内传播时,仅当单原子响应中始终保持单个发射峰,或者在合适相位匹配条件下单原子响应中的多余发射峰被抑制时,才能有效地产生孤立阿秒脉冲。比较不同三色光组合下产生的孤立阿秒脉冲的性能,确定基频激光(1600 nm)与其二倍频场(800 nm)、四倍频场(400 nm)的优化组合是在波导管内产生孤立阿秒脉冲的最佳组合。 展开更多
关键词 高次谐波 孤立阿秒脉冲 三色激光波形 充气波导管 相位匹配机制
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高平均功率高次谐波光源的研究进展(特邀)
5
作者 孟黎辉 兰鹏飞 陆培祥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期13-25,共13页
阿秒激光脉冲(10-18 s)具有超高的时间分辨率,可以用于实现原子分子内的电子动力学的探测,这使阿秒科学成为超快光学领域里最受关注的研究前沿。传统的钛宝石飞秒激光驱动的高次谐波阿秒脉冲平均功率较低。最近,高平均功率的掺镱激光发... 阿秒激光脉冲(10-18 s)具有超高的时间分辨率,可以用于实现原子分子内的电子动力学的探测,这使阿秒科学成为超快光学领域里最受关注的研究前沿。传统的钛宝石飞秒激光驱动的高次谐波阿秒脉冲平均功率较低。最近,高平均功率的掺镱激光发展迅速,为产生高功率高次谐波阿秒脉冲提供了良好的驱动源。本文回顾了近二十年高重频的高次谐波光源的平均功率和最高光子能量逐步提高的研究进展,并介绍了高重频高次谐波阿秒脉冲在泵浦探测实验和相干成像等方面的应用和前景。 展开更多
关键词 高次谐波 阿秒脉冲 高平均功率 极紫外 掺镱激光器
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利用多周期空间非均匀啁啾场产生单个短阿秒脉冲
6
作者 韩岳峰 张刚台 +3 位作者 白婷婷 张依琳 张倩 赵曦 《原子与分子物理学报》 北大核心 2024年第3期105-112,共8页
提出了一种直接生成单个短阿秒脉冲的有效方案.采用数值求解一维含时薛定谔方程,理论研究了多周期空间非均匀啁啾场驱动预激发氦离子的高次谐波辐射和阿秒脉冲的产生.结果表明:在空间非均匀啁啾场作用下,谐波截止可扩展至1050阶次,并且... 提出了一种直接生成单个短阿秒脉冲的有效方案.采用数值求解一维含时薛定谔方程,理论研究了多周期空间非均匀啁啾场驱动预激发氦离子的高次谐波辐射和阿秒脉冲的产生.结果表明:在空间非均匀啁啾场作用下,谐波截止可扩展至1050阶次,并且高于300阶次以上的谐波是连续的.由于连续谱来自单一量子路径的贡献,滤出连续谱上880-1120阶次的谐波,直接产生了一个脉宽为11.4 as的单个脉冲.通过增加驱动脉冲的持续时间,可获得一个脉宽短至10 as的单个脉冲. 展开更多
关键词 高次谐波辐射 孤立阿秒脉冲 量子路径控制 空间非均匀啁啾场
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阿秒脉冲产生和测量技术研究进展(特邀) 被引量：8
7
作者 王虎山 曹华保 +8 位作者 皮良文 黄沛 王向林 徐鹏 袁浩 刘鑫 王屹山 赵卫 付玉喜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-25,共25页
阿秒脉冲光源诞生于21世纪初,是同时具有阿秒时间和纳米空间分辨率的全相干光源,在近20年的时间里,推动了阿秒科学研究不断取得显著的进展和突破。阿秒脉冲为物理、化学、生物、材料、信息等领域的发展提供了全新研究手段和重要创新机... 阿秒脉冲光源诞生于21世纪初,是同时具有阿秒时间和纳米空间分辨率的全相干光源,在近20年的时间里,推动了阿秒科学研究不断取得显著的进展和突破。阿秒脉冲为物理、化学、生物、材料、信息等领域的发展提供了全新研究手段和重要创新机遇。本文介绍了阿秒脉冲的重要发展历程,主要综述并总结了高次谐波、阿秒脉冲产生以及阿秒脉冲测量的关键技术和现状,最后对阿秒脉冲研究的发展进行了展望。 展开更多
关键词 超快光学 阿秒脉冲 高次谐波 选通技术 阿秒脉冲测量 软X射线
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采用组合脉冲驱动生成单一的X射线阿秒脉冲 被引量：6
8
作者 陈基根 杨玉军 +2 位作者 曾思良 李琛 朱颀人 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期369-373,共5页
采用组合激光脉冲(800 nm/9.4 fs+24 nm/1 fs)辐照联合两原子体系产生高次谐波,获得了单一的X-射线阿秒脉冲.我们发现,当固定钛宝石激光的峰值强度并改变高频谐波脉冲的峰值强度Ih时,存在一个优选的Ih范围,在该范围内相应的阿秒脉冲最优... 采用组合激光脉冲(800 nm/9.4 fs+24 nm/1 fs)辐照联合两原子体系产生高次谐波,获得了单一的X-射线阿秒脉冲.我们发现,当固定钛宝石激光的峰值强度并改变高频谐波脉冲的峰值强度Ih时,存在一个优选的Ih范围,在该范围内相应的阿秒脉冲最优化,即强度达到最强,对此,本文从受激复合的角度给出了合理解释. 展开更多
关键词 高次谐波 组合激光脉冲 联合两原子体系 X-射线阿秒脉冲
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啁啾激光调控谐波截止能量及强度的研究 被引量：8
9
作者 刘航 李义 +1 位作者 姚震 冯立强 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期708-711,共4页
为了调控谐波辐射过程,采用数值求解3维薛定谔方程的方法,进行了啁啾激光对调控谐波辐射截止能量及强度的理论分析。通过分析激光包络图、电子电离几率、谐波辐射时频分析图,给出了谐波截止能量延伸以及谐波强度增强的原因。结果表明,... 为了调控谐波辐射过程,采用数值求解3维薛定谔方程的方法,进行了啁啾激光对调控谐波辐射截止能量及强度的理论分析。通过分析激光包络图、电子电离几率、谐波辐射时频分析图,给出了谐波截止能量延伸以及谐波强度增强的原因。结果表明,在负向啁啾场下,谐波截止能量附近的强度与无啁啾参量相比增强了1个数量级;当引入半周期调控激光场后,谐波截止能量得到有效延伸;适当叠加谐波谱上的谐波,可获得一个46as的脉冲;该脉冲强度比无啁啾参量下获得的脉冲强1个数量级。该研究对调控谐波的辐射过程及阿秒脉冲的输出是有帮助的。 展开更多
关键词 激光光学 3维薛定谔方程 高次谐波 半周期激光场 阿秒脉冲
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改进型多周期极化门产生高强度的阿秒脉冲 被引量：9
10
作者 冯立强 李义 刘辉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期451-456,共6页
为了产生高强度单个阿秒脉冲,采用多周期极化门方案,利用空间非均匀极化门调控谐波辐射,在蝴蝶型纳米结构下产生高强度阿秒脉冲。结果表明,由于纳米结构表面的等离子共振增强现象,激光强度在空间呈非均匀性,导致高次谐波截止能量得到延... 为了产生高强度单个阿秒脉冲,采用多周期极化门方案,利用空间非均匀极化门调控谐波辐射,在蝴蝶型纳米结构下产生高强度阿秒脉冲。结果表明,由于纳米结构表面的等离子共振增强现象,激光强度在空间呈非均匀性,导致高次谐波截止能量得到延伸,长量子路径对谐波的贡献被减弱;在极化门控制下,谐波平台区的贡献只来源于单一的谐波辐射能量峰,形成一个140eV的平台区;适当引入一束超短紫外光源,谐波强度增强2个数量级;通过叠加平台区的谐波,可获得一个持续时间在27as的超短脉冲,该脉冲强度比利用单一极化门方案获得的脉冲强度增强2个数量级。该研究对阿秒脉冲的产生以及阿秒科学的发展是有帮助的。 展开更多
关键词 激光光学 高次谐波 阿秒脉冲 极化门方案 蝴蝶型纳米结构
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空间均匀和非均匀场下H_2^+辐射谐波的空间分布 被引量：6
11
作者 冯立强 刘航 刘辉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期467-472,共6页
为了了解H_2^+分子辐射谐波的空间分布,采用数值求解非玻恩-奥本海默近似的薛定谔方程,进行了空间均匀和非均匀激光场下H_2^+分子谐波辐射的空间分布研究。结果表明,在空间均匀场下,正向H核辐射谐波强度高于负向H核;在空间非均匀场下,... 为了了解H_2^+分子辐射谐波的空间分布,采用数值求解非玻恩-奥本海默近似的薛定谔方程,进行了空间均匀和非均匀激光场下H_2^+分子谐波辐射的空间分布研究。结果表明,在空间均匀场下,正向H核辐射谐波强度高于负向H核;在空间非均匀场下,由于金属结构表面出现的等离子共振增强现象,谐波截止能量得到延伸;负向H核辐射谐波强度明显高于正向H核,随后通过电离几率、电子布局、电子波函数以及谐波辐射的时频分析可以给出H_2^+分子谐波空间分布的合理解释。通过叠加谐波谱上的谐波,可获得一个脉宽为36as的超短孤立阿秒脉冲。该研究对分子谐波的空间分布及阿秒脉冲的输出是有帮助的。 展开更多
关键词 激光光学 谐波空间分布 H2+分子 高次谐波 阿秒脉冲
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利用啁啾组合场获得单一谐波辐射能量峰 被引量：4
12
作者 刘辉 李义 冯立强 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期283-287,共5页
为了获得由单一谐波能量峰贡献产生的谐波平台区,采用负向啁啾场与紫外场组合调控谐波光谱的方法,进行了理论分析和数值模拟。结果表明,在负向啁啾场调控下,谐波截止能量可以达到选取的参考值,谐波平台区由单一谐波能量峰贡献产生;适当... 为了获得由单一谐波能量峰贡献产生的谐波平台区,采用负向啁啾场与紫外场组合调控谐波光谱的方法,进行了理论分析和数值模拟。结果表明,在负向啁啾场调控下,谐波截止能量可以达到选取的参考值,谐波平台区由单一谐波能量峰贡献产生;适当引入一束紫外光源,在紫外共振电离的影响下,谐波平台区强度可以得到增强,并且达到参考值范围;选取平台区谐波进行叠加可以获得一个36as的超短脉冲。该研究提出了一种利用低强度组合激光场获得阿秒脉冲的新方案,对激光光源的发展有帮助。 展开更多
关键词 激光光学 高次谐波 单一谐波能量峰 啁啾激光 阿秒脉冲
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极化门控制下中红外激光场驱动He原子产生的单个阿秒脉冲 被引量：11
13
作者 何文娜 王国利 周效信 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期437-441,共5页
由中红外激光场(波长为2128nm)驱动He原子,在极化门的控制下,通过强场近似方法(SFA)研究了He原子发射高次谐波的特点.研究表明,在这种组合场驱动下He原子可产生截止位置很高的高次谐波,并且在接近截止位置的平台区展现了超连续的特点,... 由中红外激光场(波长为2128nm)驱动He原子,在极化门的控制下,通过强场近似方法(SFA)研究了He原子发射高次谐波的特点.研究表明,在这种组合场驱动下He原子可产生截止位置很高的高次谐波,并且在接近截止位置的平台区展现了超连续的特点,对该超连续部分的高次谐波进行叠加,可得到宽度为44.5as的单个超短脉冲.为了了解该超短阿秒脉冲的产生机理,我们对高次谐波谱的发射过程进行了时频分析,分析表明由于极化门的存在,有效地抑制了极化门以外的阿秒脉冲的发射,从而获得单个阿秒脉冲. 展开更多
关键词 极化门 高次谐波 阿秒脉冲
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氦原子在啁啾激光与中红外组合场中产生的单个阿秒脉冲 被引量：4
14
作者 管仲 李伟 +1 位作者 王国利 周效信 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2017年第1期101-107,共7页
通过Crank Nicolson方法数值求解一维氦原子的含时Schrdinger方程,研究了啁啾激光与中红外激光形成组合场驱动氦原子发射高次谐波的特点.研究结果表明,在组合场驱动下,高次谐波平台区能得到很大的扩展,其截至位置得到大幅度扩展,对平台... 通过Crank Nicolson方法数值求解一维氦原子的含时Schrdinger方程,研究了啁啾激光与中红外激光形成组合场驱动氦原子发射高次谐波的特点.研究结果表明,在组合场驱动下,高次谐波平台区能得到很大的扩展,其截至位置得到大幅度扩展,对平台区不同阶次范围的高次谐波进行叠加均能得到单个的阿秒脉冲,最短可实现46 as的单个脉冲输出,经分析发现,中红外场的加入,不仅使高次谐波的平台得到扩展,而且提高了平台区前端的谐波强度.通过经典计算和对电离几率特点的讨论,解释了发生这种现象的原因. 展开更多
关键词 啁啾激光 组合场 高次谐波 阿秒脉冲
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采用较长脉宽双色场获得孤立阿秒脉冲 被引量：4
15
作者 陈高 张凤东 杨玉军 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期519-523,共5页
通过数值求解一维含时薛定谔方程,本文研究了具有较长脉宽双色激光脉冲与氢原子模型相互作用产生的谐波辐射谱.研究发现,当采用12个光学周期的特定组合脉冲时,孤立阿秒脉冲可以实现.这里特定组合脉冲由两束类似频率脉冲(ω,ω+δω)构成... 通过数值求解一维含时薛定谔方程,本文研究了具有较长脉宽双色激光脉冲与氢原子模型相互作用产生的谐波辐射谱.研究发现,当采用12个光学周期的特定组合脉冲时,孤立阿秒脉冲可以实现.这里特定组合脉冲由两束类似频率脉冲(ω,ω+δω)构成,附加脉冲的作用恰是调整基频光电场的形状.不同于入射基频光,整形后的基频光在时间始末端电场振幅被抑制,只有中间部分电场对谐波谱有贡献,它的作用等同于单一6飞秒超短脉冲的效果.从而扩展获得孤立阿秒脉冲所需脉宽从6飞秒到12飞秒. 展开更多
关键词 高次谐波 孤立阿秒脉冲 长脉宽 双色场
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类氢离子在强激光场中产生的阿秒脉冲 被引量：6
16
作者 张耀文 周效信 赵松峰 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期869-874,共6页
利用数值方法求解一维模型氢原子和类氢离子在强激光场中的含时薛定谔方程,研究了由它们产生的高次谐波谱构造的阿秒脉冲规律.研究结果表明,对于高电荷离子而言,由于高次谐波平台的显著展宽,使得构造的相应阿秒脉冲的宽度大幅度缩短,从... 利用数值方法求解一维模型氢原子和类氢离子在强激光场中的含时薛定谔方程,研究了由它们产生的高次谐波谱构造的阿秒脉冲规律.研究结果表明,对于高电荷离子而言,由于高次谐波平台的显著展宽,使得构造的相应阿秒脉冲的宽度大幅度缩短,从而可以得到脉宽低于50阿秒的超短脉冲. 展开更多
关键词 类氢离子 高次谐波 阿秒脉冲
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高次谐波产生阿秒极紫外和X光脉冲研究新进展 被引量：3
17
作者 陈德应 王玉铨 夏元钦 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1409-1412,共4页
近年来在可见光谱范围内已经把激光脉冲压缩到接近一个光学周期（2～3fs）的物理极限，几fs的时间分辨精度可以描述分子化学反应过程，但是要探测远小于可见光周期的电子跃迁过程则需要阿秒（as）量级的光脉冲。利用脉冲间具有相同载波... 近年来在可见光谱范围内已经把激光脉冲压缩到接近一个光学周期（2～3fs）的物理极限，几fs的时间分辨精度可以描述分子化学反应过程，但是要探测远小于可见光周期的电子跃迁过程则需要阿秒（as）量级的光脉冲。利用脉冲间具有相同载波包络相位的阿秒脉冲序列能把可见光波段的光学频率梳向极紫外波段扩展；利用电子和离子碰撞复合过程短于一个光周期这个时间窗，通过测量激光场椭圆极化率对电子轨迹的微扰实现了as精度的分辨率；通过测量碰撞复合过程中的高能电子的辐射谱可以重构阿秒X光脉冲以及探测强场下束缚态和连续态电子动力学。 展开更多
关键词 阿秒脉冲 阿秒时域门控 电子动力学 高次谐波
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利用超短的紫外光源来增强阿秒脉冲的强度 被引量：11
18
作者 冯立强 刘航 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期616-620,共5页
本文理论提出了一种利用超短紫外光源来增强阿秒脉冲强度的方法 .计算结果表明,当适当的加入一束62 nm或者125 nm超短紫外光源到双色激光场时,不仅高次谐波的截止能量被延伸了,而且谐波的强度也比原双色场时有明显的增强.尤其是当采用12... 本文理论提出了一种利用超短紫外光源来增强阿秒脉冲强度的方法 .计算结果表明,当适当的加入一束62 nm或者125 nm超短紫外光源到双色激光场时,不仅高次谐波的截止能量被延伸了,而且谐波的强度也比原双色场时有明显的增强.尤其是当采用125 nm光源时,谐波的强度被增强了2个数量级,并且形成了一个232 e V的超长平台区.最后通过叠加谐波次数从113次到170次可获得脉宽仅为43 as的孤立阿秒脉冲,其强度比原双色场情况下产生的阿秒脉冲增强了2个数量级. 展开更多
关键词 高次谐波 阿秒脉冲 紫外光源
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利用两束同色圆偏振激光场产生水窗区间阿秒脉冲 被引量：7
19
作者 冯立强 刘航 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期675-680,共6页
数值研究了氦原子在两束同色圆偏激光场下发射高次谐波以及阿秒脉冲的特点.计算结果表明,当适当调节两束激光场的波长,相位以及时间延迟时,不仅高次谐波谱的平台区域能得到很大的扩展,而且谐波的强度也有较大的增强,形成了一个500 e V... 数值研究了氦原子在两束同色圆偏激光场下发射高次谐波以及阿秒脉冲的特点.计算结果表明,当适当调节两束激光场的波长,相位以及时间延迟时,不仅高次谐波谱的平台区域能得到很大的扩展,而且谐波的强度也有较大的增强,形成了一个500 e V的超长平台区.最后,通过适当的叠加谐波平台上的谐波,可获得一系列脉宽为35 as左右的水窗区间阿秒脉冲. 展开更多
关键词 高次谐波 阿秒脉冲 圆偏振激光场
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利用半周期激光场调控H_2^+谐波辐射过程 被引量：7
20
作者 刘航 冯立强 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2018年第1期89-94,共6页
采用数值求解核与电子耦合的薛定谔方程,对H_2^+分子谐波辐射调控进行了研究.计算结果表明,激光场正向时,谐波能量主要来源于负向H核贡献;激光场负向时,谐波能量主要来源于正向H核.随后,通过适当引入半周期激光场,可以有效调节正负H核... 采用数值求解核与电子耦合的薛定谔方程,对H_2^+分子谐波辐射调控进行了研究.计算结果表明,激光场正向时,谐波能量主要来源于负向H核贡献;激光场负向时,谐波能量主要来源于正向H核.随后,通过适当引入半周期激光场,可以有效调节正负H核辐射谐波的强度.最后,适当叠加谐波谱上的谐波,可获得一个46 as的脉冲.该研究对调控分子谐波的辐射过程及阿秒脉冲的输出是有帮助的. 展开更多
关键词 激光光学 高次谐波 H2+分子 半周期激光场 阿秒脉冲
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