調(diào)節(jié)同位素分子電荷共振增強(qiáng)電離時(shí)刻獲得高強(qiáng)度阿秒脈沖

馮立強(qiáng)

(遼寧工業(yè)大學(xué)理學(xué)院， 錦州 121001)

1 引 言

經(jīng)過(guò)近30年的研究，高次諧波的產(chǎn)生機(jī)理及應(yīng)用已經(jīng)被廣泛的報(bào)道[1-3]. 一般來(lái)說(shuō)，激光驅(qū)動(dòng)原子、分子輻射高次諧波的過(guò)程可以由“電離-加速-回碰”三步模型來(lái)解釋[4]. 最后，諧波光譜上會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)平臺(tái)區(qū)和截止能量. 通過(guò)疊加諧波平臺(tái)區(qū)的諧波可以獲得孤立阿秒脈沖，這是高次諧波最為重要的一個(gè)應(yīng)用. 基于三步模型，諧波截止能量與激光強(qiáng)度和激光波長(zhǎng)有關(guān). 因此，為了獲得高光子能量的XUV或X-射線范圍內(nèi)的孤立阿秒脈沖，研究人員提出了許多延伸諧波截止能量的方法. 例如：激光波形優(yōu)化方案[5-6]、激光瞬時(shí)調(diào)頻技術(shù)[7]、中紅外場(chǎng)方法[8]以及空間非均勻場(chǎng)機(jī)制[9].

在上述方法中，許多孤立阿秒脈沖被制備出來(lái).但是，較低的諧波轉(zhuǎn)換效率成為了其應(yīng)用的另一個(gè)絆腳石. 因此，如何提高諧波效率(或諧波強(qiáng)度)吸引了研究者的目光. 根據(jù)三步模型理論，諧波強(qiáng)度與電離幾率有關(guān)，因此，最簡(jiǎn)單的方法就是增強(qiáng)激光強(qiáng)度區(qū)提高電離幾率，進(jìn)而可以增強(qiáng)諧波輻射強(qiáng)度. 但是，這么做有兩處缺點(diǎn)：第一，高強(qiáng)度激光本身很難獲得；第二，利用增強(qiáng)激光強(qiáng)度來(lái)獲得高強(qiáng)度諧波效率是有極限的. 因此，在吸取了前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究人員提出了疊加態(tài)模型[10]以及高里德堡態(tài)模型[11].

2 計(jì)算方法

zE(t)]ψ(z,R,t)

(1)

(2)

(3)

(4)

3 結(jié)果與討論

圖1 不同脈寬下諧波時(shí)頻分析(a～c)以及不同脈寬下電離幾率和核間距變化(d～f)

(5)

這里，k表示控制場(chǎng)與主頻場(chǎng)強(qiáng)度比，本文選擇k= 0.25；τ2為半周期單極場(chǎng)脈寬，這里τ2= 2.67 fs (即為800 nm光學(xué)周期)；tdelay為控制場(chǎng)和主頻場(chǎng)延遲時(shí)間.

圖2 加入半周期單極場(chǎng)后激光波形(a～c)和諧波時(shí)頻分析(d～f)

圖以及諧波光譜所產(chǎn)生的阿秒脈沖Fig.3 Attosecond pulse generations from harmonic spectra of

4 結(jié) 論