摘要通过强场近似求解了惰性原子在中红外激光场中的含时薛定谔方程，计算了单原子产生的高次谐波光谱，改变激光场参数，研究了高次谐波效率随激光波长或原子电离势的衰减规律，并分析了其中的物理机制。研究表明，氦原子高次谐波效率随激光强度和脉冲宽度的增加而增加；改变激光强度和激光脉宽，高次谐波随波长的衰减率会有改变，但基本稳定在 ；改变激光强度时，高次谐波随原子电离势的衰减率会发生变化。这些结论对实验上利用中红外激光最终获得X射线范围内的高强度高次谐波具有一定的参考价值。87547

毕业论文关键词  高次谐波  半经典三步模型  强场近似

毕业设计说明书外文摘要

Title   High-order harmonic generation of hydrogen-like atoms by using mid-infrared intense laser fields                   

Abstract We calculate the time-dependent Schrödinger equation(TDSE) for rare atoms in mid-infrared intense laser fields and high-order harmonic generation(HHG) spectrum generated by a “single” atom with strong field approximation(SFA)。We discuss wavelength scaling of harmonic yield and scaling of harmonic yield with ionization potential by changing parameters of the laser field and analyze physical mechanism。The results reveal that,HHG yield is proportional to laser intensity and pulse duration;wavelength scaling of the harmonic yield varies when changing laser intensity and pulse duration,and stabilize at  ;the scaling of HHG with ionization potential varies with the laser intensity。These conclusions will guide experimentalists on obtaining intense HHG in x-ray coverage by using mid-infrared intense laser fields。

Keywords  High-order harmonic generation  Semi-classical three-step model  Strong field approximation

目   次

1引言1From+优 尔-论+文W网www.youerw.com 加QQ752018`766

1。1强激光场1

1。2高次谐波1

1。3本文的主要工作3

2理论模型4

2。1电子电离4

2。2半经典三步模型4

2。3含时薛定谔方程6

3结果与讨论 11

3。1包络形状对高次谐波的影响 11

3。2激光强度对高次谐波的影响 12

3。3脉冲宽度对高次谐波的影响 14

3。4原子种类对高次谐波的影响 16

结论19

致谢20

参考文献21

1  引言

1。1  强激光场

较弱的电磁场在空间传播时，可以用微扰理论来描述它与物质发生相互作用的过程。随着高功率、超短脉冲激光技术的发展，已经能够提供功率为TW量级，脉冲持续时间为几十飞秒的超强、超短激光源，特别是上世纪80年代，通过运用啁啾脉冲放大技术（chirped pulse amplification，CPA）[1-3]，激光聚焦后的光强提高可达到1022W/cm2，与最初不到1010W/cm2 [4]的激光强度形成巨大对比。超快、超强脉冲激光的出现，使得外场施加给原子内电子的电场作用力甚至可以超过库仑力。以氢原子为例，氢原子核对其中的基态电子所施加的库仑力约为5。1*109V/m，相当于强度源-于,优~尔^论=文.网www.youerw.com 原文+QQ7520~18766 3。5*1016W/cm2的外电场作用在该电子上。同时，原子与激光相互作用的过程与激光光源的性能，包括激光强度，脉冲持续时间等密切相关，所以，激光强度每提高一个数量级或激光脉冲每缩短一个数量级几乎都会导致新的现象产生，这为原子分子物理的研究注入了新的活力，也让人们能够认识到更多的强激光场中原子的行为，比如多光子电离（multiple photon ionization，MPI)、阈上电离（above-threshold ionization，ATI)、高次谐波的产生（high-order harmonic generation，HHG)和非顺序双电离（nonsequential double ionization，NSDI)[5]等。与弱场的情况不同，在研究强激光场与物质的相互作用时，传统的微扰理论不再适用。