文档介绍：密级:——编号:——强场中氢原子高次谐波理论的研究分类号学位授予单位及代码:量壹堡王太堂学科专业名称及代码:堡逾塑理研究方向:让差塑堡、指导教师:奎巫盔塾篮论文起止时间:.—.申请学位级别:亟±生:塑迪研究
摘要本文采用软核模型,运用二阶劈裂算子算法求解含时薛定谔方程,研究了激光脉冲作用下的氢原子的高次谐波及电离率,发现氢原子的电离率和高次谐波特征都与所加的激光脉冲有密切关系。当激光脉冲的时间长度不变时,开启过慢或过快时,谐波的平台结构都不明显;只有在适当的值,电离率处于中间值,高次谐波谱线才比较理想。另外,在一定范围内,随着脉冲时间的加长,电离率逐渐增大,谱线结构也越来越明我们研究了外加平行静电场以及初态对电离率和高次谐波的影响,发现附加一适当的静电场会使谐波曲线呈现一双平台结构,电离率会随着电场强度的增大而增大:当氢原子在初始时刻处于不同态时,谐波曲线和电离率都会有较大差别。关键词:高次谐波激光脉冲静电场电离率显。
..篽,·—.·;瑃—甀,【——籺,’
作者签名:一襄阻丕雩作者签名:墓矗红塑辍辉赂侨年』月复日年立月赴日长春理工大学硕士学位论文原创性声明长春理工大学学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文,《强场中氢原子高次谐波理论的研究》是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。指导导师签名:
第一章绪论弗一早殖记§引言§激光与物质相互作用的研究众所周知,原子是由原子核和电子所构成的。传统的原子物理学研究的内容是电子在原子核的库仑场中运动的行为和性质。近几年来,随着强激光技术的发展,激光与原子相互作用的研究已经成为原子物理学中的一个热点。实验室中激光的强度己可达到并超过原子核对电子库仑束缚的强度郧庠踊饴爻∥狤×/,对应的激光强度为痗6哉庋那考す庥朐酉嗷プ饔锰逑担⑷怕劢不再适用。一般而言,对一个激光原子相互作用体系,当激光场己不能用微扰论的方法来处理时,即可称外场为强激光场。自从年第一台激光器问世以来,激光以其能量集中、相干性好等特点迅速成为科研和生产的首选光源。近二十年来,超短脉冲激光技术已取得了巨大的进步。随着新型宽带激光介质纛牙侗κ、新锁模技术缈硕妇邓#伦铀的出现和啁啾电介质反射镜技术的发明,已经使激光脉冲的脉宽达到了几飞秒。在超强场的作用下,激光与物质相互作用产生的很多新现象,如多光子电离,高次谐波产生,原子内壳层光电离等等。这些现象已经超过了微扰理论解释的范畴,需要用非微扰理论和非线性量子理论来重新诠释。下面,我们简要介绍激光和物质作用研究的进展和强场物理中的一些典型现象。如无特别说明,本论文选用的单位均为原子单位。激光器问世后的年,激光技术的发展可以用飞速来形容,其基本标志是激光强度的不断提高。年激光器诞生不久,人们就利用调际趸竦昧苏淄秒量级的激光的输出;其相应的电场分量可以和原子内部的库仑场相比较,在非线性光学中已经证明,如果不考虑极化强度姆较蛐裕对各向同性介质鏗绕和有对称中心的晶体,即谐波应当由奇次谐波组成。到年代末,啁啾脉冲放大技术某鱿纸徊桨鸭す饴龀逄岣叩教‘口⋯.口口!口孙一,,⋯】
§原子在强激光场中的电离飞秒衘量级。这种超短超强激光脉冲聚焦后的强度甚至可达湎应的电场强度己大大超过氢原子基态电子所感受到的库仑势场的强度。每一次激光技术的重大突破都会推动激光与物质相互作用研究的全新进展。年代初激光的出现使人们发现了许多重要的非线性光学现象,其中包括热刷蠓现的多光子电离现象現等入口⑾值亩镀迪窒蟮鹊取T谡馄诩洌于激光的电场强度远小于原子中库仑场的电场强度,因此微扰理论在解释各种非线性光学现象时是成功的。到年代,随着激光强度的进一步加强,人们发现了阈上电离现象以及与阈上电离有密切关系的高次谐波的产生儿引。由于激光的电场强度己足以使原子能级产生偏移,微扰理论不再合适,人们用非微扰的缀饰态理论成功地解释了阈上电离现象与高次谐波的产生。近二十年来,随着超短超强激光技术的飞速发展,目前在小型化台式激光系统上,已经实现了时间宽度为光周期量级∮居慕焱獬碳す饴龀澹删劢构β拭芏纫丫锏搅/考丁S于光聚焦后的激光功率密度已经达到甚至超