旋轉線偏振雷射脈衝下的高次諧波產生

《旋轉線偏振雷射脈衝下的高次諧波產生》是依託吉林大學，由王俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：旋轉線偏振雷射脈衝下的高次諧波產生
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王俊
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

高次諧波具有的平台結構特點使其成為產生超短阿秒光脈衝和極紫外相干輻射光源的絕佳途徑。阿秒光脈衝的實現打開了原子分子內部電子超快動力學研究的大門，具有重大科學意義和套用價值。目前由於高次諧波強度較低，使得由此產生的阿秒光脈衝也較弱，限制了其在泵浦探測實驗中探測電子超快運動過程的套用。本項目基於理論上準確數值模擬原子在旋轉線偏振脈衝雷射作用下的含時動力學行為，探索原子在偏振可調的雷射脈衝作用下的新物理現象和機制，進一步深化原子在複雜光場中動力學行為的規律性認識。旨在通過對雷射脈衝的偏振調製，從新的角度去探測原子電子波包在場中的動力學行為。探索該場作用下原子的電離以及高次諧波發射的物理過程，獲得這些過程所帶的新現象的規律性認識。探討產生高強度圓偏振高次諧波的可能性。尋找利用這種新型光場產生高強度孤立阿秒脈衝的新方案，為實驗提供前瞻性的理論支持。

結題摘要

作為強場物理領域的焦點課題之一，高次諧波具有的平台結構特點使其成為極紫外（XUV）相干輻射光源和阿秒時間尺度光脈衝產生的絕佳途徑，在原子分子內超快過程的探測等方面存在重大科學意義和巨大套用價值。近年來，高次諧波的偏振問題備受關注，如圓偏振高次諧波的產生、阿秒脈衝橢偏率的調控等。在本項目工作中，基於理論上如實數值求解含時薛丁格方程，研究了在旋轉線偏光與原子作用產生高次諧波的過程。在此基礎上，進一步從理論上研究了高次諧波產生過程的電子運動規律，及產生諧波的新特點。研究發現，在諧波截止位置附近的奇次諧波帶有明顯的旋轉線偏振特徵。此特徵與單純的線偏、圓偏及橢偏諧波不同，是利用旋轉線偏光泵浦各向同性原子，首次產生偏振隨時間轉動的線偏振諧波。可以說，這一結果是高次諧波偏振控制上的一次重要突破。目前由於高次諧波強度較低，使得由此產生的阿秒光脈衝也較弱，限制了其在泵浦探測實驗中探測電子超快運動過程的套用。針對諧波發射的低轉換效率問題，我們研究了原子在空間非均勻雷射場作用下的單原子回響過程，通過對電場和原子位置的調製，可獲得更高轉換效率的無啁啾阿秒脈衝。我們還利用弱XUV輔助下的強紅外雷射場與準直後的氫分子離子相互作用，在諧波譜中發現了一個可被弱XUV調製的諧波峰，可套用於描述光誘導電子動力學的基準系統。這些工作使人們深化了對複雜雷射驅動下諧波發射過程中物理機理的規律性認識，為人們進一步研究分子高次諧波產生或新型雷射脈衝驅動下諧波產生過程中的問題，奠定了基礎。