一、氩气中高次谐波辐射的研究（论文文献综述）
王新强[1]（2021）在《固体高次谐波中的带内带间电流干涉效应》文中提出超短脉冲光源的产生及电子运动的探测与操控是超快光学研究领域的前沿课题。研究人员分别对不同物态的物质与强场超快激光相互作用进行了研究。在等离子体高次谐波、气体高次谐波之后,非线性固体高次谐波也在2011年首次实验实现,并引起了同行的广泛关注。在固体高次谐波的理论研究上,已有的研究方法有很大的局限性。比如含时密度泛函理论（TDDFT）的计算量在千核量级,效率低下。求解半导体布洛赫方程（SBE）的方法计算量小,但跃迁偶极矩相位的问题可能引入非物理效应,因此需要发展新的方法。此外,高次谐波频谱包含丰富的动力学信息,但信息的有效提取是研究的难点。针对以上科学问题,本论文在如下方面取得了创新性的研究成果:（1）发展了基于模型势的二维材料高次谐波理论新方法,计算得到的高次谐波椭偏率和相位等关键信息与实验结果吻合。TDDFT计算量巨大,难以扩展到较大体系的模拟计算。SBE方法需要使用预先计算好的跃迁偶极矩,而目前常用的跃迁偶极矩来自密度泛函理论（DFT）的计算,该偶极矩相位的不连续问题导致模拟过程无法进行。借助Kohn-Sham方程,我们将多电子薛定谔方程简化为了只包含一个有效势的单电子薛定谔方程。我们基于密度泛函理论计算出的石墨烯能带、跃迁偶极矩和电荷密度,通过迭代对比的方法构造出了一个模型势阱。基于模型势阱而非跃迁偶极矩的模拟,可以很好地避开偶极矩相位不连续的问题。用该模型势阱作为单电子薛定谔方程中的有效势,我们对强激光场和石墨烯相互作用辐射高次谐波的过程进行了模拟。在使用和Yoshikawaet al.[Science 356,736（2017）]的实验同样激光参量的情况下,我们得到和他们的实验一致的结果,高次谐波强度对驱动光椭偏率的依赖关系、高次谐波的椭偏率以及谐波主轴的取向角都和实验吻合得比较好。只有实验上第7阶高次谐波y方向（垂直于激光偏振方向）强度的明显增强这一点与我们的模拟有差异。可能的原因是该方法中没有引入对于整个电子动力学过程的衰减项（比如退相时间）而导致的。我们还研究了载波包络相位和啁啾对于单层石墨烯中高次谐波产生的影响。我们发现虽然载波包络相位能够显着地移动带隙较大的半导体材料中的高次谐波,但是对于零带隙石墨烯中的高次谐波影响较小,只导致第9阶有可观测的频率移动,而对于低阶谐波几乎没有影响。而在对单层石墨烯作用啁啾幅度相等但符号相反的正负啁啾脉冲时,高次谐波在这两种情况下出现了明显的差异。我们给出了定性的电子动力学过程分析,该分析将这种差异的根源指向了电子在固体中不同的激发过程。（2）发现了带内带间电流干涉效应,揭示了超快时间分辨的电子波包群速度与相速度的同步性对高次谐波的影响。固体高次谐波的带内、带间模型已被广泛接受,但是他们之间的内在联系还少有研究。我们通过他们之间的干涉效应找到了谐波总强度随激光参数变化的内在因素。我们通过理论分析给出了带内、带间电流干涉的数学形式。通过数值求解含时薛定谔方程模拟外加激光场和周期性模型晶体的相互作用,找出了明显的干涉区域。并且通过时频分析确定了干涉相长和干涉相消的谐波辐射时间。针对这些时间对带内、带间电流进行进一步的分析,我们发现了带内、带间电流的干涉相长和干涉相消分别对应带内、带间电子运动过程的同步和异步。对带内谐波和带间谐波的相位分析进一步确认了谐波的干涉确实来自带内和带间电流的干涉。这种干涉效应给我们调控谐波辐射提供了一个思路和新的工具。接着我们将带内、带间电流发生干涉时电子在能量空间的动力学过程提取出来,因为电子在能量空间的跃迁过程是我们借助光就可以比较方便进行调控的。我们发现在带内、带间电流出现干涉相长效应最强烈的时间段内,电子几乎恰好是从价带跃迁到导带,并且导带上的布居达到峰值的附近。而带内、带间电流之间干涉相消最强烈的时间段正处于电子从导带跃迁到价带,且价带上的电子布居达到峰值的时刻附近。实验上不能直接区分带内、带间电流,但是可以测量高次谐波谱,所以我们进一步研究了带内、带间电流干涉效应会对高次谐波有什么影响。这种干涉是电子动力学干涉,会明显地依赖于激光参量和材料结构。我们在不同的激光参量下发现了该带内、带间电流干涉效应的影响。在中红外驱动脉冲下,带内、带间干涉导致某阶谐波不再是简单的奇数阶,而是分裂出了更多的精细结构。在太赫兹驱动下,带内、带间干涉导致谐波谱在特定的位置出现一个明显的干涉极小值。这些现象都有望在实验上直接被观测到。本论文中开发的新方法兼顾计算效率和准确度,有助于同行开展深入的理论研究。我们发现的带内带间干涉效应有助于提取电子的相速度与群速度的瞬时信息,对固体高次谐波的产生与调控具有重要意义。
周书山[2]（2021）在《强激光作用下复杂分子的高次谐波发射》文中认为随着超强、超短激光脉冲技术的迅速发展,激光与原子、分子相互作用的研究引起强场物理学家们的广泛关注。实验上观察到了多光子电离、隧穿电离、高次谐波发射和分子解离等强场物理现象。其中,高次谐波是潜在的可调谐的相干极紫外和软x射线波段的桌面光源,在相干衍射成像、超快全息术和超高时间分辨测量中有着广泛的应用。由于分子比原子结构更为复杂,具有额外的自由度和对称性,分子的高次谐波表现出更丰富的特性,为人们进一步优化高次谐波效率、延展谐波谱截止位置及控制谐波偏振特性提供了新的机会。为此,我们理论研究了复杂分子在强激光脉冲电场中的高次谐波发射过程,主要工作分为以下内容:第一,利用含时密度泛函理论方法数值模拟长链状分子1-壬烯(C9H18)在线偏光作用下辐射的高次谐波。计算得到C9H18分子的谐波发射效率显着高于相同激光脉冲作用下的氮分子（N2）,谐波谱截止能量也明显大于N2分子。通过分析谐波发射的时间-频率行为和半经典模拟,发现该分子的谐波发射谱中能量增大部分的谐波来源是电子从分子的某个原子发生电离后,返回并与分子的其他原子复合。这一机制产生的谐波被应用于合成高强度的孤立阿秒脉冲。此外,我们还研究了不同空间尺度的链状分子在圆偏振激光作用下的高次谐波。研究发现,链状分子在圆偏振电场作用下产生较强的谐波发射,分子的空间尺度越大,谐波截止能量越大。第二,研究了环状分子在圆偏振激光电场下的高次谐波发射。研究发现,与电离能接近的原子和双原子分子在相同激光脉冲作用下产生的谐波相比,苯分子（C6H6）具有较高的谐波效率和截止能量。并且谐波效率和截止能量随着驱动激光的波长减小而逐渐增大。通过对电子波包的含时演化分析,发现C6H6分子的谐波产生可以归因于电离电子与母体分子离子的复合。通过优化驱动激光脉冲参数,C6H6分子产生的谐波可用于合成孤立的圆偏振阿秒脉冲。在此基础上,研究了分子尺寸更大的环状分子环[18]碳(C18（ring）)在圆偏振激光下的高次谐波发射。与C6H6分子相比,在相同入射激光强度和波长条件下,C18（ring）分子的谐波效率高于C6H6分子,谐波截止能量也比C6H6分子大。通过对波包运动行为的分析,发现谐波效率的增加可以归因于在圆偏振激光作用下该分子比C6H6分子的电离波包具有更多的回碰几率。第三,研究了多个电子轨道效应对谐波发射的影响。和原子相比,分子的不同电子轨道电离能更为接近。在强激光作用下,多个电子轨道均会对高次谐波发射产生影响。在相同反旋双圆激光脉冲辐照下,N2分子的高次谐波谱呈现出清晰的整数阶次谐波;而C6H6分子的高次谐波谱则明显存在3N阶次谐波抑制现象。通过分析分子的各个电子轨道布居随时间的演化、轨道电子密度的空间分布和电离势,阐明了不同分子谐波谱3N阶次差异的原因:N2分子中对谐波起主要贡献的3条分子轨道的空间分布整体呈现沿分子轴方向的线性分布,在相同激光脉冲条件下,C6H6分子对谐波发射贡献较大的12条分子轨道空间分布整体呈现近球形分布。在此基础上,研究了分子准直效应对N2分子高次谐波谱的影响,发现非准直（准直平均后）的计算结果与实验测量结果一致。此外,研究了乙炔分子（C2H2）在反旋双圆激光脉冲作用下的谐波发射谱,发现谐波谱的低能区存在3N阶次抑制现象,随着阶次的增加,谐波谱的峰值附近出现子峰结构;阶次继续增大,谐波谱中的子峰结构消失,所有整数阶次谐波均可被观察到。通过分析各电子轨道的电离几率的演化和谐波谱中不同分子轨道谐波的贡献,发现产生这种特殊谐波光谱的原因是不同数目的电子轨道对谐波发射谱的贡献以及各轨道的干涉。通过改变驱动激光光强,可以对其谐波发射行为进行有效地调控。
宋浩[3]（2020）在《利用偏振控制方案获得孤立阿秒脉冲的研究》文中指出阿秒科学在微观物理、生物医学、新材料、化学、信息科学等领域具有重要的意义。高次谐波频谱因具有等间距和独特平台结构的特点,目前是获得XUV和软X射线波段阿秒脉冲相干光源的唯一有效手段。利用偏振控制方案获得高次谐波辐射是孤立阿秒脉冲产生的几个主流方案之一,然而,该方案缺点是在线性偏振的半个光学周期到达前的圆偏振光或者椭圆偏振光引起气体介质电离不利于高次谐波的发射。基于此,本论文利用莱温斯坦强场近似模型理论,开展了不对称偏振控制脉冲辐照下氦原子的高次谐波发射及孤立阿秒脉冲产生的研究,分析了不对称偏振控制脉冲作为驱动脉冲在孤立阿秒脉冲产生方面的优势。论文的主要研究内容如下:首先,数值模拟了脉宽5.3飞秒的不对称偏振控制脉冲辐照下氦原子的高次谐波发射和孤立阿秒脉冲产生。研究发现,当两束脉冲之间的时间延迟取为5.3飞秒时,若脉冲前端和后端的电场强度比小于1,偏振门前端原子的预电离几率较小,偏振门位置原子的电离几率较大,因此可获得截止位置较远且谐波效率较高的高次谐波发射谱。进一步研究发现,在脉冲前端和后端电场强度比小于1范围内,这个比值越小,谐波谱截止位置越大,但谐波谱转换效率也随之降低。因此,在实际应用中,可以根据需要在强度比小于1范围内选择两束脉冲之间的合适强度比。我们也开展了脉宽为10飞秒的不对称偏振控制脉冲辐照下氦原子的高次谐波发射及孤立阿秒脉冲产生的研究。在脉宽为5.3飞秒的偏振控制方案中,若想利用两束反向旋转的圆偏振光得到半个光学周期的偏振门,两束脉冲之间的时间延迟需近似等于入射驱动脉冲的脉宽。然而对于具有较长脉宽的10飞秒入射驱动脉冲来说,为了确保偏振门的宽度为半个光学周期,两束脉冲之间的时间延迟应取为22.5飞秒,此时,偏振门内的场强远低于偏振门外的场强,很难得到有效的高次谐波发射。研究发现,若缩短两束脉冲之间的时间延迟到15飞秒,此时偏振门的宽度从半个光学周期调整到接近一个光学周期。偏振门宽度释放使得偏振门内合成脉冲电场强度增加到与偏振门外的场强接近一致,克服了激光场能量损失导致谐波谱效率低的弊端。另外,我们发现,即便偏振门宽度接近一个光学周期,由于仅前半个光学周期电场负责谐波产生过程中原子的电离,并且这半个光学周期的前1/4周期电场仅对40阶次附近谐波产生有贡献,平台区及截止位置附近谐波的产生仍然来自于这半个光学周期的后1/4周期电场,因此得到了平台区规则连续且效率较高的谐波谱,傅里叶变换后得到了175阿秒孤立短脉冲。
蔡怀鹏[4]（2019）在《超短超强圆偏振激光与固体靶相互作用产生高次谐波的实验和模拟研究》文中认为随着激光技术的快速发展,激光与物质的相互作用已拓展至相对论范畴。利用超短超强激光与固体靶相互作用获得极紫外到软X射线波段的光源已经成为重要的研究领域。这种光源具有高亮度、高分辨、脉宽可达阿秒量级等诸多优点。根据实验和模拟研究结果,通过超短超强圆偏振激光驱动固体靶能够获得偏振性可调的极紫外光源,可以用来研究磁性材料的超快动力学过程,因而具有广泛的应用前景。本文主要对超短超强圆偏振激光与固体靶相互作用产生高次谐波开展实验和模拟研究。实验研究方面:利用上海交通大学激光等离子体实验室的200 TW钛宝石飞秒激光与熔融石英靶相互作用,研究了激光的偏振性对高次谐波产生的影响。实验结果表明在较大入射角（40°）下,圆偏振激光也能够有效地产生高次谐波辐射,其高次谐波产生效率与线偏振激光可比拟,并没有数量级上的差异。我们还通过改变预脉冲的延时量来控制靶表面的预等离子体密度标长,研究了在入射激光为圆偏振时,等离子体密度标长对高次谐波产生效率的影响。实验结果表明在一定密度标长范围内,密度标长增加时,高次谐波的产生效率是逐渐下降的。模拟研究方面:使用模拟软件OSIRIS进行了二维数值模拟。具体内容有:1.研究了激光的偏振性（线偏振和圆偏振）对高次谐波产生的影响。模拟结果表明圆偏振激光产生的高次谐波强度比线偏振激光低,但并没有数量级上的差异,与实验观察到的结果一致;2.模拟计算了在圆偏振激光条件下,激光入射角对高次谐波产生效率的影响;3.通过模拟分别研究了在线偏振与圆偏振激光条件下,等离子体密度标长对高次谐波产生效率的影响,并通过相对论振荡镜模型分析了等离子体密度标长影响高次谐波效率的原因;4.对高次谐波的偏振特性展开模拟研究,在参照实验参数条件下获得了椭圆偏振高次谐波,推测在实验中利用圆偏振激光与玻璃靶相互作用也获得了椭圆偏振高次谐波。根据模拟结果,我们有望在实验上通过椭圆偏振激光与玻璃靶相互作用获得圆偏振高次谐波。
刘璐[5]（2018）在《周期性结构中强场辐射的电子超快动力学理论研究》文中研究指明强飞秒激光与原子、分子、凝聚态的相互作用蕴含着很多新的物理现象,是物理研究的前沿和重点。强场物理研究为人们探测和调控物质的超快动力学过程提供了强大的技术支持,具有重大的科学意义和应用价值。近年来,研究对象逐渐从原子分子向固体过渡。强激光场作用固体产生了极端非线性的电光学行为,实现了可以延伸到真空紫外和极远紫外区的固体高次谐波辐射,开启了固体强场物理研究的新时代。固体高次谐波不仅可以作为强阿秒脉冲源,还可以用于探测阿秒尺度电子-空穴超快动力学特性和固体能带结构信息。虽然固体高次谐波涌现了大量的实验和理论研究,但是由于不同于原子分子,晶体的高密度和周期性的结构特征使人们对于固体高次谐波产生机制的理解尚未明朗。本文在研究双原子分子高次谐波产生的基础上,提出了固体高次谐波产生在坐标空间的物理图像,深入探究了亚光学周期内固体中电子的瞬态动力学特性。利用双色场驱动固体辐射,探索了高次谐波和太赫兹波协同辐射的物理机制,实现了电子-空穴动力学的相干调控。本文的研究对于深入理解强场驱动固体量子相干辐射的微观动力学机制有重要意义。首先,使用强激光场驱动大核间距H2+产生高次谐波。空间非对称分布的吸收函数用于分辨不同电子轨迹对高次谐波谱的贡献。利用经典分析估算了不同轨迹辐射谐波的截止能量,并通过调节激光场的载波包络相位实现了对路径的调控。结果表明电子没有经过典型隧穿电离而直接从一个原子核迁移到邻近原子核主要贡献比较低阶的谐波谱,调控局域微场可以提高此类高次谐波辐射效率。该研究为调控多核链体系中高次谐波的辐射和电子超快动力学奠定了基础,为以后在实空间研究固体高次谐波的产生机制提供了理论支持。其次,研究了强激光场作用下固体周期性结构产生高次谐波的过程。分析了电子波包实空间相干特性对高次谐波的影响。将电子波包处理为局域万尼尔态,给出了电子在周期性结构中运动的轨迹分布,同时结合时频分析确定了不同晶格对高次谐波的局域化贡献,并通过调节激光场载波相位实现了对该局域化贡献的定位调控。提出了固体高次谐波产生在实空间的物理图像,发现谐波辐射能量正比于电子在实空间的迁移距离和辐射瞬时的激光场强。这一特性可以用于调控某个晶格对高次谐波谱特殊频段的贡献,对理解强场驱动固体量子相干辐射的微观动力学机制有重要意义。第三,使用半导体布洛赫方程研究了强场作用周期性结构时电子的动力学特性。用电子再散射模型估算了较低场强下辐射高次谐波的截止能量。高次谐波在较高场强作用下出现了第二个平台,结合电子时域密度分析和时频分析,发现第二个平台的谐波是由布洛赫振荡中穿越第一布里渊区边界发生布拉格反射的电子贡献的。研究表明布拉格反射电子在亚周期内的超快动力学时间响应要远短于再散射电子,由布拉格反射电子产生的高次谐波是超短阿秒脉冲的潜在来源。第四,使用双色场作用ZnO晶体,由于微弱倍频场的加入打破了电子波包的动态对称性,产生了太赫兹和偶次谐波的辐射。提出了ZnO晶体中太赫兹辐射的宏观电流模型,阐明了电子再散射过程中太赫兹波和高次谐波产生的统一物理图像。双色场的相位延迟的改变可以实现对电子动力学的相干调控,从而改变高次谐波和太赫兹波辐射的产额,进一步探索高次谐波和太赫兹波协同辐射的物理机制。同时发现太赫兹产额随着基频场强的增强而产生振荡,研究表明这是由带内电子在某些特定场强下产生的动态局域化引起的,这些特定场强就是零阶贝塞尔函数的零点。这一特性可以为实验中用晶体实现强太赫兹辐射提供理论指导。
王凤[6]（2018）在《高次谐波宏观传播及其相位匹配特性研究》文中研究指明高次谐波是强飞秒激光脉冲与原子分子气体相互产生的一种极端非线性现象。基于高次谐波产生的阿秒脉冲具有极高的时间分辨率以及良好的空间相干性,为微观超快动力学探测提供了有力工具,极大促进了阿秒度量学的发展。高次谐波的产生过程包括微观单原子响应和宏观传播两个部分。宏观传播和相位匹配对高次谐波的时空特性以及阿秒脉冲的产生有着重要影响。本文在传统相位匹配的基础上,进一步发展了含时相位匹配理论,研究了相位匹配含时性对高次谐波频谱特性的影响。此外,将宏观传播模型拓展至金属纳米结构体系,深入研究了金属纳米结构中高次谐波的传播效应。论文的主要工作及创新点如下:（1）研究了含时相位匹配效应对高次谐波辐射的影响。发现高次谐波长、短量子轨道在激光脉冲上升沿和下降沿的相位匹配情况会有所差异。进一步基于强场近似模型求解麦克斯韦方程组发现长、短量子轨道相位匹配随时间的变化能够导致谐波的频谱分裂以及频率移动现象。进一步,我们系统研究了激光强度、脉宽、以及气体位置对谐波含时相位匹配以及相应的空间频谱特性的影响。该研究有助于更加深刻地理解高次谐波的空间频谱特性。（2）研究了强激光场驱动下高次谐波含时相位匹配对宽频带极紫外超连续谱产生的影响。通过数值求解麦克斯韦方程组,我们发现高次谐波的含时相位匹配能够调控高次谐波辐射的量子轨道,进而拓宽产生的极紫外超连续谱的谱宽。此外,我们还发现通过调节激光束腰半径、激光聚焦位置可以有效控制极紫外超连续谱的谱宽。该研究为产出极紫外超连续谱以及超短阿秒脉冲提供了一个新方法。（3）建立了金属纳米结构中高次谐波宏观传播模型。基于该模型,我们发现金属纳米结构产生的宏观高次谐波谱在高能区域会急剧衰减。该结果很好地解释了之前单体研究结果与实验观测之间的差异。此外,我们还发现由激光载波包络相位π跳变引起的谐波截止区差异严重依赖于谐波产生的空间位置。而且,在考虑集体效应之后,这种截止区的差异会消失。该结果能够使人们更加全面地认知金属纳米结构中高次谐波的产生过程。（4）采用线偏振激光驱动两对垂直摆放的蝴蝶结型金属纳米结构,构造了一个等离子体增强的偏振门电场。发现当两对蝴蝶结结构具有不同几何尺寸时,水平和垂直方向的电场分量会产生不同的相位响应,从而产生一个椭偏率随时间变化的合成电场。进一步研究发现,当入射激光电场偏振方向在45°到60°之间时,高次谐波辐射主要被限制在激光椭偏率小于0.3的几个光周期内,进而可以用来产生50阿秒左右的单个阿秒脉冲。该等离子体增强的偏振门不依赖激光脉冲的载波包络相位。而且通过调节任意一对蝴蝶结结构的尺寸,还可以有效操控电子的动力学过程,从而产生更高效的超连续谱和单阿秒脉冲。
李雁鹏[7]（2018）在《取向对同位素分子高次谐波辐射影响的理论研究》文中进行了进一步梳理强激光场中物质的高次谐波辐射是当前强场物理领域关注的热点问题之一。首先,利用谐波辐射可以得到阿秒脉冲,而后者在科学技术中有广泛的应用。此外,利用谐波辐射可以在超快时间尺度内实现分子的轨道成像,这对理解化学反应具有重要的意义。从真实分子的角度考虑,由于核的运动会产生许多复杂的效应和机制,如核的运动与电子运动的耦合会影响谐波的产生强度和频率,为了能更深入理解核的运动对这些现象产生影响的机制,人们迫切需要对振动的分子系统中核的波包与电子波包关联机制进行深入的探索。与对称分子相比不对称分子具有固有偶极子,该固有偶极子与激光场的相互作用对极性分子的谐波产生有很大影响。因此,对称与不对称振动分子各自的高次谐波谱可能会展现出不同的现象,并在高次谐波产生过程中体现出不同的内在机制。本文建立一个分子高次谐波产生模型,其中考虑了核的运动对高次谐波产生过程中电离,传播和再结合三个过程的影响,并且深入分析了对称和不对称分子在不同取向和激光参数下的高次谐波辐射机制。本文第三章研究了取向对同位素对称分子H2+和T2+谐波产生的影响,数值研究结果表明该影响是取向和激光参数依赖的。对于激光强度较强的情况或者激光强度较低但激光波长较长的情况,在平行取向下,H2+的高次谐波产量高于T2+的产量,而对于低激光强度较短的波长和垂直取向的情况,H2+和T2+的高次谐波产量情况相反。本章展示了分子的跃迁偶极子在这些现象中起到一个重要的作用。这些结果揭示出振动的对称系统在强激光场中的复杂动力学。本文第四章研究了取向不对称分子HeH2+和它的同位素变体HeT2+在几个周期的强激光脉冲中高次谐波的产生。数值结果展示了不对称分子核的运动对其高次谐波产生的影响,这些影响也是依赖于分子取向和激光参数的。在较弱的激光强度下,HeH2+的平行高次谐波产量是高于HeT2+的,而对于垂直取向的高次谐波产量,情况相反。然而,在较高的激光强度下,他们的平行高次谐波产量是可比的。本章展示了系统的固有偶极子在这些现象中起到一个重要的作用。这些结果揭示出不对称系统在强激光场中的复杂动力学。
黄崟东[8]（2017）在《取向分子的高次谐波与太赫兹辐射的同步测量与相干调控》文中指出原子分子在强激光场作用下,可以相干地发射处于极紫外到软X射线之间的高次谐波,也可以相干地发射处于毫米亚毫米波段的太赫兹波。同步探测高次谐波与太赫兹光谱（HATS）是研究原子分子中的电子结构以及强激光场下电子动力学的新型光学方法。由于太赫兹波与高次谐波在能量以及空间尺度上存在的五个量级的巨大差异,同步探测这两种辐射有助于加深对强场下电子运动过程的理解,实现辐射的原位调控。本文首先回顾了强场下的电子运动,介绍了分子体系下的一些新型探测方法;其次,介绍了取向分子HATS光谱的实验实现,包括分子的转动冷却、光学瞬态取向以及基于双色场的HATS光谱产生与探测技术;再次,利用取向分子的HATS光谱研究了氮气分子的最外层轨道结构和二氧化碳分子的多通道动力学信息;最后,对HATS技术在分子领域的研究进行了总结与展望。主要创新点在于:（1）探测了取向角度微分的分子太赫兹辐射,并利用氮气分子和二氧化碳分子验证了太赫兹辐射与分子角向电离之间的关系,实现了对分子电离基于太赫兹辐射的全光、相干测量。光学探测手段既是对现有的基于电子或者离子的探测结果的补充,同时其相干本质也有助于加深对电子电离过程的理解。（2）实现了取向分子的HATS光谱产生与探测,并利用太赫兹波与高次谐波的取向关联辐射解构了氮气分子最外层轨道的角度微分光复合/光电离截面信息。同步测量HATS光谱可以全光地得到电子电离与复合,将两种频段结合可以更好得呈现出分子轨道特性。（3）发展了二维的HATS光谱技术,结合了双色场对传播过程的相位调控以及取向角对光电离与光复合的选择,观察到了谐波产生中的多通道干涉效应,实现了对谐波辐射中的电子电离-传播-复合全过程的原位相干调控。
石文静[9]（2017）在《基于高次谐波的可调谐相干极紫外光源的研究》文中指出由于高次谐波具有持续时间短、频谱宽、波长可调谐的特点,且频谱覆盖了从紫外到极紫外波段甚至软X射线（0.01100埃）的频谱范围,因此,高次谐波为我们提供了一种产生宽谱带可调谐相干极紫外光源的有效手段。高次谐波产生过程（HHG）包括两部分:激光场中的单原子响应、激光场与高次谐波在气体介质中的宏观传播效应。在高次谐波相关实验中,我们总是采用稀薄气体为介质,与激光相互作用,故气体介质对激光场的色散和吸收往往可以忽略。通过控制相位匹配条件,可实现高次谐波的频率调谐和振幅调谐。而影响高次谐波效率的因素有很多,除了考虑相位匹配效应,还得考虑气体介质本身的性质。基于此,本文开展了如下研究:（1）提出一种产生波长可连续调谐相干极紫外光源的方法及实验装置。利用800nm的单色强激光场与分子气体N2相互作用,产生高次谐波,再通过调节驱动激光脉冲能量和气压,使其瞬时相位匹配条件发生改变,导致高次谐波发生频移（红移或蓝移）,从而实现输出波长的连续调谐。找到输出波长与驱动激光脉冲能量、气压三者之间的关系,通过精确控制驱动激光脉冲能量以及气压的变化量,实现极紫外光源输出波长的精确调谐。（2）实验上探测H2的高次谐波效率,分析激光强度、气体压强对相同气体的高次谐波效率的影响,发现激光强度和气体压强都有一个最佳值（在此条件下可获得最高的谐波效率）,激光强度与气压过高,均会导致高次谐波效率降低。（3）实验上探测H2、Ar、Kr的高次谐波效率,定性地分析散射截面、电离能、多电子效应对不同气体的高次谐波效率的影响。比较H2和Ar的谐波效率、H2和Kr的谐波效率、Kr和Ar的谐波效率,发现气体的高次谐波效率除了受相位匹配的影响,还可能与散射截面、多电子效应、电离能有关。
孟超[10]（2016）在《双色场对太赫兹辐射产生的相干调控》文中指出双色场电离气体产生的太赫兹波段的电磁辐射（太赫兹辐射）具有超宽带、高强度的特点,是当前太赫兹技术研究的热点之一。同时双色场还是强场物理研究中一种简单有效的调控手段。本文着重从实验的角度出发,研究了双色场产生太赫兹辐射的物理机制,证明了太赫兹最优辐射相位具有相位标定的作用,提出了圆偏双色场增强太赫兹辐射以及相干合成圆偏太赫兹辐射的实验方案。并借助太赫兹辐射研究了氩原子在双色场中Cooper minimum（CM）附近偶次谐波最优辐射相位跳变的现象。本文主要研究内容如下:1.研究了双色场中太赫兹最优辐射相位的特点。实验结果证实了基频激光场的强度在0.8-1.8×1014 W/cm2范围内,且倍频场的能量小于25%的情况下,太赫兹最优辐射相位稳定在0.8π,具有相位标定的作用。利用太赫兹最优辐射相位,我们测量了双色场中Gouy相位诱导的空间相位分布,并研究了Gouy相位对远场太赫兹辐射的影响。测量了双色场产生太赫兹辐射汇聚时轴向的太赫兹波形分布,证实了Gouy相位可以用于太赫兹脉冲的整形。2.研究了双色场中激光偏振对太赫兹辐射产量的影响。证实了同向旋转的圆偏双色场相比于传统的平行偏振的线偏双色场更有利于产生太赫兹辐射,在单原子和空气中分别可以增强太赫兹辐射5倍和7倍。3.双色场对太赫兹偏振的相干控制。提出了三种太赫兹辐射的偏振控制方法:（1）利用介质色散破坏Gouy相位的对称性;（2）控制等离子体丝的长度;（3）改变双色场的组成频率。太赫兹辐射的椭偏度最大可以达到0.9。4.以太赫兹最优辐射相位为标尺,研究了双色场中氩CM附近偶次谐波最优辐射相位跳变的现象。证实了CM会影响高次谐波的相位匹配,加深了对高次谐波相位匹配的认识。
二、氩气中高次谐波辐射的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、氩气中高次谐波辐射的研究（论文提纲范文）
（1）固体高次谐波中的带内带间电流干涉效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 超快光学基础 |
| 1.2 从微扰机制的谐波到阿秒脉冲 |
| 1.3 从原子分子到固体——在获取超短脉冲方面的努力 |
| 1.4 固体高次谐波的性质及产生机制 |
| 1.5 固体高次谐波的应用 |
| 1.6 固体高次谐波和气体高次谐波优势对比 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 理论和数值计算方法 |
| 2.1 含时薛定谔方程 |
| 2.1.1 分裂算符法求解含时薛定谔方程 |
| 2.1.2 用Crank-Nicolson方法求解含时薛定谔方程 |
| 2.2 定态薛定谔方程 |
| 2.2.1 用波函数含时演化方法求解定态薛定谔方程 |
| 2.2.2 基矢展开法求解定态薛定谔方程 |
| 2.2.3 几种计算方法的优势对比 |
| 2.3 半导体布洛赫方程 |
| 2.4 含时密度泛函理论简介 |
| 第3章 单层石墨烯中的高次谐波产生 |
| 3.1 背景简介 |
| 3.2 无外场石墨烯中一些物理量的计算 |
| 3.3 激光和石墨烯相互作用 |
| 3.3.1 数值计算方法 |
| 3.3.2 椭偏光与石墨烯相互作用 |
| 3.3.3 载波包络相位对石墨烯中谐波产生的影响 |
| 3.3.4 啁啾脉冲调控石墨烯中的谐波产生 |
| 3.4 模型势 |
| 3.4.1 模型势阱的理论依据 |
| 3.4.2 模型势阱具体形式的获得 |
| 3.4.3 模型势计算结果和密度泛函理论计算结果之间一些差异 |
| 3.5 归纳和总结 |
| 第4章 固体谐波产生过程中带内电流和带间电流之间的干涉现象 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 相位的重要性 |
| 4.3 数值计算方法 |
| 4.4 结果及讨论 |
| 4.4.1 谐波谱的带内、带间和干涉贡献 |
| 4.4.2 对激光引发的电流的分析 |
| 4.4.3 相位分析 |
| 4.4.4 电子布居分析 |
| 4.4.5 干涉效应产生的谐波精细结构 |
| 4.4.6 干涉导致的谐波辐射抑制 |
| 4.5 归纳与总结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（2）强激光作用下复杂分子的高次谐波发射（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超快激光技术的进展 |
| 1.2 原子、分子在强激光场中的电离 |
| 1.2.1 多光子电离 |
| 1.2.2 隧穿电离 |
| 1.3 高次谐波发射 |
| 1.3.1 高次谐波的产生 |
| 1.3.2 线偏振高次谐波发射 |
| 1.3.3 圆偏振高次谐波发射 |
| 1.4 复杂分子的高次谐波发射 |
| 1.4.1 链状分子的高次谐波发射 |
| 1.4.2 环状分子的高次谐波发射 |
| 1.4.3 分子高次谐波的多轨道效应 |
| 1.5 本论文主要工作 |
| 第二章 理论方法 |
| 2.1 含时密度泛函理论 |
| 2.2 数值实现 |
| 第三章 链状分子在强激光作用下的高次谐波发射 |
| 3.1 1-壬烯分子在线偏光作用下的高次谐波发射 |
| 3.2 不同空间尺度的链状分子在圆偏光作用下的高次谐波发射 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 环状分子在圆偏光作用下的高次谐波发射 |
| 4.1 苯分子在圆偏光作用下的高次谐波发射 |
| 4.2 不同空间尺度的环状分子在圆偏光作用下的高次谐波发射 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 双色反旋圆偏光作用下分子高次谐波的多轨道效应 |
| 5.1 多轨道效应对双色反旋圆偏光作用下分子高次谐波的影响 |
| 5.2 光强对双色反旋圆偏光作用下分子高次谐波多轨道效应的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士期间取得的成果 |
| 致谢 |
（3）利用偏振控制方案获得孤立阿秒脉冲的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 激光科学的发展 |
| 1.2 原子电离和高次谐波发射 |
| 1.2.1 原子电离 |
| 1.2.2 高次谐波发射的物理机制 |
| 1.2.3 高次谐波发射的研究进展 |
| 1.2.4 研究高次谐波发射的意义 |
| 1.3 阿秒脉冲 |
| 1.3.1 阿秒脉冲的研究现状 |
| 1.3.2 偏振控制方案 |
| 1.3.3 阿秒脉冲的应用 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第2章 理论方法 |
| 2.1 半经典三步模型 |
| 2.2 偶极近似下原子与激光场相互作用的含时薛定谔方程 |
| 2.3 原子莱温斯坦模型 |
| 2.4 小波变换 |
| 第3章 脉宽5.3飞秒不对称偏振控制方案中孤立阿秒脉冲的产生 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 对称偏振控制场下高次谐波发射 |
| 3.3 不对称偏振控制场下高次谐波发射 |
| 3.4 优化两束脉冲强度比获得孤立阿秒脉冲 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 脉宽10飞秒不对称偏振控制方案中孤立阿秒脉冲的产生 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 长脉宽对称偏振控制场下高次谐波发射 |
| 4.3 长脉宽不对称偏振控制场下高次谐波发射及孤立阿秒脉冲产生 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（4）超短超强圆偏振激光与固体靶相互作用产生高次谐波的实验和模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超短超强激光技术的发展 |
| 1.2 激光与等离子体相互作用基本参数 |
| 1.2.1 激光参数 |
| 1.2.2 等离子体参数 |
| 1.3 高次谐波研究概况 |
| 1.3.1 气体高次谐波 |
| 1.3.2 固体高次谐波 |
| 1.4 高次谐波的应用 |
| 第二章 高次谐波产生机制 |
| 2.1 相干尾场辐射(CWE) |
| 2.2 相对论振荡镜机制(ROM) |
| 2.3 两种机制的比较 |
| 2.3.1 截止频率 |
| 2.3.2 激光强度的影响 |
| 2.3.3 等离子体密度标长的影响 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 超短超强激光与固体靶相互作用产生高次谐波辐射的实验研究 |
| 3.1 实验系统 |
| 3.1.1 200 TW激光系统 |
| 3.1.2 等离子体镜系统 |
| 3.1.3 靶室系统 |
| 3.1.4 平场光谱系统 |
| 3.2 激光偏振性对高次谐波产生效率影响的实验研究 |
| 3.3 等离子体密度标长对高次谐波产生效率影响的实验研究 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 高次谐波产生的数值模拟研究 |
| 4.1 PIC模拟 |
| 4.1.1 数值模拟简介 |
| 4.1.2 PIC模拟方法的优势和局限 |
| 4.1.3 PIC模拟程序 |
| 4.1.4 模拟参数设置 |
| 4.2 激光偏振性对高次谐波产生效率的模拟研究 |
| 4.3 圆偏振激光条件下入射角对高次谐波产生效率的影响 |
| 4.4 等离子体密度标长对高次谐波产生效率的影响 |
| 4.4.1 线偏振激光条件下等离子体密度标长对高次谐波产生的影响 |
| 4.4.2 圆偏振激光条件下等离子体密度标长对高次谐波产生的影响 |
| 4.5 圆偏振激光条件下高次谐波偏振特性的模拟研究 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 成果目录 |
（5）周期性结构中强场辐射的电子超快动力学理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号列表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 强场电离 |
| 1.3 原子分子高次谐波 |
| 1.4 固体高次谐波 |
| 1.4.1 固体高次谐波的产生机制 |
| 1.4.2 固体高次谐波成像电子结构 |
| 1.4.3 固体高次谐波探测电子超快动力学 |
| 1.5 太赫兹辐射 |
| 1.6 理论方法现状 |
| 1.7 本文研究内容 |
| 第二章 理论方法 |
| 2.1 理论基础 |
| 2.1.1 能带理论 |
| 2.1.2 布洛赫振荡和万尼尔-斯塔克阶梯 |
| 2.1.3 强场物理中电磁场的描述 |
| 2.2 第一原理方法 |
| 2.2.1 坐标空间含时薛定谔方程 |
| 2.2.2 动量空间含时薛定谔方程 |
| 2.3 理论模型方法 |
| 2.3.1 半导体布洛赫方程 |
| 2.3.2 固体高次谐波产生的半经典模型 |
| 第三章 局域微场增强的高次谐波产生及其电子动力学 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论方法 |
| 3.3 结果讨论 |
| 3.3.1 非对称吸收函数识别不同路径对高次谐波的贡献 |
| 3.3.2 CEP调控局域电子波包路径 |
| 3.3.3 局域微场增强高次谐波产生的效率 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 固体周期性结构中高次谐波产生空间相干特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论方法 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 固体二能级体系中高次谐波的产生 |
| 4.3.2 全能带相干计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 布里渊区边界散射电子的超快动力学对高次谐波的贡献 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论方法 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 再散射电子动力学及其产生的高次谐波 |
| 5.3.2 布里渊区边界布拉格反射电子动力学及其产生的高次谐波 |
| 5.3.3 双色场调控布拉格反射电子动力学产生超短阿秒脉冲 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 双色场驱动ZnO产生太赫兹与高次谐波的理论研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 理论方法 |
| 6.3 结果讨论 |
| 6.3.1 双色场驱动ZnO辐射太赫兹与偶次谐波 |
| 6.3.2 固体中太赫兹产生的光电流模型 |
| 6.3.3 太赫兹产额随基频场强的调制与布洛赫振荡和动态局域化的关系 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录 A 原子单位制 |
（6）高次谐波宏观传播及其相位匹配特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及其意义 |
| 1.2 高次谐波的产生与发展 |
| 1.2.1 高次谐波的单原子响应 |
| 1.2.2 高次谐波的宏观传播与相位匹配 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 2 高次谐波的单原子响应和宏观传播理论模型 |
| 2.1 经典三步模型 |
| 2.2 基于强场近似的量子模型 |
| 2.3 基于求解含时薛定谔方程的量子模型 |
| 2.4 高次谐波宏观传播模型 |
| 2.5 含时相位匹配 |
| 2.6 金属纳米结构中高次谐波宏观传播模型 |
| 2.7 本章小节 |
| 3 含时相位匹配对高次谐波空间频谱特性的影响 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.3 小结 |
| 4 含时相位匹配对宽频带超连续谱的影响 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.3 小结 |
| 5 金属纳米结构中高次谐波宏观传播效应的研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.3 小结 |
| 6 等离子体共振增强偏振门驱动下超短单阿秒脉冲的产生 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.3 小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表学术论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间参加的学术会议 |
（7）取向对同位素分子高次谐波辐射影响的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光与原子分子相互作用 |
| 1.2 强激光场中的多光子电离和阈上电离 |
| 1.3 高次谐波 |
| 1.3.1 高次谐波的发展历程及产生机制 |
| 1.3.2 高次谐波的性质和应用 |
| 1.3.3 阿秒脉冲的产生和性质 |
| 1.3.4 阿秒脉冲的应用 |
| 第二章 理论模型和计算方法 |
| 2.1 理论模型 |
| 2.1.1 半经典三步模型 |
| 2.1.2 强场近似模型 |
| 2.1.3 强场近似模型的一些修正 |
| 2.2 计算方法 |
| 2.2.1 单活电子近似和势的形式 |
| 2.2.2 原子与场相互作用的含时薛定谔方程 |
| 2.2.3 双原子分子与场相互作用的含时薛定谔方程 |
| 2.2.4 虚时演化方法求解初始波函数 |
| 2.2.5 劈裂算符方法求解含时薛定谔方程 |
| 2.2.6 小波变换 |
| 第三章 取向对振动的对称分子高次谐波辐射的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 理论描述 |
| 3.2.1 数值方法 |
| 3.2.2 解析描述:一个简单的高次谐波产生模型 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 高次谐波谱的比较 |
| 3.3.2 核的运动在电离过程中的作用 |
| 3.3.3 核的运动在再散射过程中的作用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 取向对振动的不对称分子高次谐波辐射的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 理论描述 |
| 4.2.1 数值方法 |
| 4.2.2 解析描述:一个简单的高次谐波产生模型 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 高次谐波谱的比较 |
| 4.3.2 核的运动在电离过程中的作用 |
| 4.3.3 核的运动在再散射过程中的作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
（8）取向分子的高次谐波与太赫兹辐射的同步测量与相干调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 强场下分子的超快探测与调控 |
| 1.1 探测与调控 |
| 1.2 强场下电子的动力学行为 |
| 1.2.1 从微扰非线性光学到强场非线性光学 |
| 1.2.2 强激光场下的电离 |
| 1.2.3 再散射过程中的高次谐波与太赫兹产生 |
| 1.3 基于新型光学与电子学方法的分子结构与动力学过程研究 |
| 1.3.1 分子体系的研究特点 |
| 1.3.2 利用太赫兹波对分子的研究 |
| 1.3.3 利用高次谐波对分子的研究 |
| 1.3.4 利用时间分辨的电子谱研究分子 |
| 1.4 本文的主要内容与结构 |
| 第二章 实验装置与探测技术 |
| 2.1 飞秒激光系统与脉冲表征 |
| 2.1.1 飞秒激光器 |
| 2.1.2 脉宽测量 |
| 2.2 超音速膨胀 |
| 2.3 无外场下的分子取向 |
| 2.3.1 分子取向的基础理论 |
| 2.3.2 分子取向程度的表征 |
| 2.3.3 极性分子的定向 |
| 2.3.4 分子取向的热点与下一代方法 |
| 2.4 分子的HATS实验探测技术 |
| 2.4.1 双色场的重合 |
| 2.4.2 高次谐波与太赫兹辐射的产生 |
| 2.4.3 高次谐波辐射与太赫兹波的探测 |
| 2.4.4 利用双色场得到谐波辐射相位信息 |
| 2.4.5 调节双色场相对相位时的光程补偿 |
| 第三章 利用HATS光谱揭示分子单轨道的角向光电离截面:以氮气为例 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验条件 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 取向与反取向的高次谐波与太赫兹辐射强度 |
| 3.3.2 半重现时刻的HATS光谱 |
| 3.3.3 氮气分子太赫兹辐射的双色场最优相位 |
| 3.4 实验结果的分析与讨论 |
| 3.4.1 获得单个分子辐射的解卷积方法 |
| 3.4.2 利用分子坐标系下的HATS辐射推导微分光电离截面 |
| 3.4.3 分子的光电离截面极小值的物理含义 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 利用HATS光谱揭示强场中分子辐射的多轨道贡献:以二氧化碳为例 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验条件 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 二氧化碳分子的取向 |
| 4.3.2 二氧化碳分子的角向电离调制 |
| 4.3.3 二氧化碳分子的二维HATS光谱 |
| 4.4 实验结果的分析与讨论 |
| 4.4.1 取向中的高阶转动相干效应 |
| 4.4.2 二氧化碳分子在强场中的多轨道效应 |
| 4.4.3 利用双色场相对相位对角向谐波极小值的调制 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 后记与致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（9）基于高次谐波的可调谐相干极紫外光源的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 高次谐波的研究背景和意义 |
| 1.2 论文的主要内容 |
| 2 高次谐波辐射的理论模型 |
| 2.1 半经典三步模型 |
| 2.2 强场近似模型 |
| 2.3 激光场与谐波场在气体介质中的传播模型 |
| 3 宽谱带可调谐相干极紫外光源的产生方法与装置 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验原理与装置 |
| 3.2.1 实验原理 |
| 3.2.2 实验装置 |
| 3.3 实验信号的处理 |
| 3.3.1 谐波阶次定标 |
| 3.3.2 谐波波长、空间发散角与横纵坐标像素位置的对应关系 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.4.1 激光强度对波长调谐的影响 |
| 3.4.2 气压对波长调谐的影响 |
| 3.5 高次谐波频谱分裂现象的实验探测 |
| 3.6 分析与总结 |
| 4 高效率高次谐波的产生 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 激光强度对高次谐波效率的影响 |
| 4.3 气压对高次谐波效率的影响 |
| 4.4 气体介质本身对高次谐波效率的影响 |
| 4.4.1 气体的高次谐波效率比与散射截面比的关系 |
| 4.4.2 电离能、散射截面、多电子效应对气体高次谐波效率的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 硕士期间参与的学术论文与专利 |
（10）双色场对太赫兹辐射产生的相干调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太赫兹辐射的光谱性质及应用 |
| 1.2 太赫兹辐射的产生及探测 |
| 1.2.1 利用光电导天线产生和探测太赫兹辐射 |
| 1.2.2 利用非线性晶体产生和探测太赫兹辐射 |
| 1.2.3 利用空气产生和探测太赫兹辐射 |
| 1.3 机遇与挑战 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 第二章 Gouy相移对太赫兹辐射产生和探测的影响 |
| 2.1 Gouy相移的物理起源 |
| 2.2 最优辐射相位的标定及性质 |
| 2.2.1 最优辐射相位标定 |
| 2.2.2 最优辐射相位的性质 |
| 2.2.3 最优辐射相位的理论分析 |
| 2.3 Gouy相移对双色场产生太赫兹辐射的影响 |
| 2.3.1 Gouy相移诱导双色场相对相位的测量 |
| 2.3.2 Gouy相移对远场太赫兹辐射测量的影响 |
| 2.4 Gouy相移对太赫兹辐射测量的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 圆偏振激光提高太赫兹辐射的转化效率 |
| 3.1 实验系统介绍 |
| 3.1.1 具体实验装置及技术参数 |
| 3.1.2 主动相位控制系统 |
| 3.1.3 不同方式探测太赫兹辐射的比较 |
| 3.2 圆偏双色场增强单原子产生太赫兹辐射的产额 |
| 3.2.1 25fs激光的测量结果 |
| 3.2.2 100fs激光条件下的测量结果 |
| 3.2.3 理论模拟结果 |
| 3.3 空气中圆偏增强太赫兹辐射产生效率 |
| 3.3.1 偏振组合对太赫兹辐射产生的影响 |
| 3.3.2 圆偏增强太赫兹辐射产额的实验讨论 |
| 3.3.3 实验现象的初步解释 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 相干控制太赫兹辐射的偏振 |
| 4.1 任意偏振太赫兹辐射的探测 |
| 4.2 任意偏振太赫兹辐射的产生 |
| 4.2.1 利用Gouy相移控制太赫兹辐射的偏振 |
| 4.2.2 截丝控制太赫兹辐射的偏振 |
| 4.2.3 非倍频双色场改变太赫兹辐射的偏振 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Cooper Minimum结构对高次谐波相位匹配的影响 |
| 5.1 高次谐波产生 |
| 5.1.1 理论模型 |
| 5.1.2 相位匹配 |
| 5.1.3 长短路径的选择 |
| 5.1.4 偶次谐波的产生 |
| 5.2 高次谐波辐射相位的测量方法 |
| 5.3 氩气Cooper minimum附近偶次谐波最优辐射相位跳变 |
| 5.3.1 相位跳变原因的初步判断 |
| 5.3.2 其他实验条件对偶次谐波最优辐射相位跳变的影响 |
| 5.3.3 CM附近偶次谐波最优辐射相位跳变的初步解释 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、氩气中高次谐波辐射的研究（论文参考文献）
- [1]固体高次谐波中的带内带间电流干涉效应[D]. 王新强. 中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院), 2021(01)
- [2]强激光作用下复杂分子的高次谐波发射[D]. 周书山. 吉林大学, 2021(01)
- [3]利用偏振控制方案获得孤立阿秒脉冲的研究[D]. 宋浩. 长春理工大学, 2020(01)
- [4]超短超强圆偏振激光与固体靶相互作用产生高次谐波的实验和模拟研究[D]. 蔡怀鹏. 上海交通大学, 2019(06)
- [5]周期性结构中强场辐射的电子超快动力学理论研究[D]. 刘璐. 国防科技大学, 2018(01)
- [6]高次谐波宏观传播及其相位匹配特性研究[D]. 王凤. 华中科技大学, 2018(06)
- [7]取向对同位素分子高次谐波辐射影响的理论研究[D]. 李雁鹏. 陕西师范大学, 2018(12)
- [8]取向分子的高次谐波与太赫兹辐射的同步测量与相干调控[D]. 黄崟东. 国防科技大学, 2017(02)
- [9]基于高次谐波的可调谐相干极紫外光源的研究[D]. 石文静. 华中科技大学, 2017(04)
- [10]双色场对太赫兹辐射产生的相干调控[D]. 孟超. 国防科学技术大学, 2016(01)