調節同位素分子電荷共振增強電離時刻獲得高強度阿秒脈沖

馮立強

(遼寧工業大學理學院， 錦州 121001)

1 引 言

經過近30年的研究，高次諧波的產生機理及應用已經被廣泛的報道[1-3]. 一般來說，激光驅動原子、分子輻射高次諧波的過程可以由“電離-加速-回碰”三步模型來解釋[4]. 最后，諧波光譜上會呈現一個平臺區和截止能量. 通過疊加諧波平臺區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應用. 基于三步模型，諧波截止能量與激光強度和激光波長有關. 因此，為了獲得高光子能量的XUV或X-射線范圍內的孤立阿秒脈沖，研究人員提出了許多延伸諧波截止能量的方法. 例如：激光波形優化方案[5-6]、激光瞬時調頻技術[7]、中紅外場方法[8]以及空間非均勻場機制[9].

在上述方法中，許多孤立阿秒脈沖被制備出來.但是，較低的諧波轉換效率成為了其應用的另一個絆腳石. 因此，如何提高諧波效率(或諧波強度)吸引了研究者的目光. 根據三步模型理論，諧波強度與電離幾率有關，因此，最簡單的方法就是增強激光強度區提高電離幾率，進而可以增強諧波輻射強度. 但是，這么做有兩處缺點：第一，高強度激光本身很難獲得；第二，利用增強激光強度來獲得高強度諧波效率是有極限的. 因此，在吸取了前人經驗的基礎上，研究人員提出了疊加態模型[10]以及高里德堡態模型[11].

2 計算方法

zE(t)]ψ(z,R,t)

(1)

(2)

(3)

(4)

3 結果與討論

圖1 不同脈寬下諧波時頻分析(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表示控制場與主頻場強度比，本文選擇k= 0.25；τ2為半周期單極場脈寬，這里τ2= 2.67 fs (即為800 nm光學周期)；tdelay為控制場和主頻場延遲時間.

圖2 加入半周期單極場后激光波形(a～c)和諧波時頻分析(d～f)

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

4 結 論