高次諧波產生過程中測定電子隧穿電離時刻的研究

《高次諧波產生過程中測定電子隧穿電離時刻的研究》是依託西安交通大學，由趙迪擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高次諧波產生過程中測定電子隧穿電離時刻的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：趙迪
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

電子隧穿電離過程的研究對深入理解強雷射場與物質相互作用的基本物理機制具有重要意義。精確測定電子的隧穿電離時刻是觀測整個隧穿過程的關鍵。一方面，高次諧波輻射相位對隧穿電離時刻的敏感性，為在阿秒尺度上精確測定電子的隧穿電離時刻提供了思路，阿秒脈衝重構技術則為精確測量諧波輻射相位信息提供了可能。另一方面，瞬時吸收光譜的最新研究表明，雷射場中的綴飾態原子能級結構存在亞光學周期振盪，即電子所感受到的雷射—庫侖場耦合勢壘是隨雷射場振盪的。因此，在推算隧穿電離時刻時不能將耦合勢壘看作準靜態的，而必須考慮其在阿秒時間尺度上的瞬時變化。基於以上兩點，本課題擬研究探測光脈衝對瞬時吸收光譜的影響，探索其與原子瞬態能級結構間的關係；研究雷射—庫侖耦合勢場的亞周期振盪對隧穿電離過程的影響，探討利用高次諧波輻射動力學相位精確測定電子隧穿電離時刻的理論方案，力求為實驗觀測隧穿電離過程提供必要的理論支持。

結題摘要

探索和理解強雷射場與原子相互作用過程，是物理學研究的基本問題之一，對於理解原子中電子如何與庫倫場及驅動光場相互作用機制，特別是在典型電子運動時間尺度——即阿秒尺度——上的動力學過程（隧穿過程等），有重要的意義。本項目主要研究了強雷射場驅動下的原子諧波輻射光譜及瞬時吸收譜相位信息。研究發現：1、諧波輻射光譜不僅含有電子波包的強度信息，還含有波包的相位信息。並指出，通過分析光譜相位信息，可以獲得原子綴飾態能級結構的瞬時信息。2、光譜相位信息中包含有動力學相位及幾何相位兩部分，並分別依賴於電子隧穿電離時刻。此結果對於推算確定電子隧穿電離時刻具有重要的理論意義。3、利用雙超短脈衝吸收譜可以實現幾何相位的觀測，並指出，在特定外場參數條件下可以實現對幾何相位的精確操控，這對實現量子信息的轉換和傳遞具有重要的套用意義。