调节同位素分子电荷共振增强电离时刻获得高强度阿秒脉冲

冯立强

(辽宁工业大学理学院， 锦州 121001)

1 引 言

经过近30年的研究，高次谐波的产生机理及应用已经被广泛的报道[1-3]. 一般来说，激光驱动原子、分子辐射高次谐波的过程可以由“电离-加速-回碰”三步模型来解释[4]. 最后，谐波光谱上会呈现一个平台区和截止能量. 通过叠加谐波平台区的谐波可以获得孤立阿秒脉冲，这是高次谐波最为重要的一个应用. 基于三步模型，谐波截止能量与激光强度和激光波长有关. 因此，为了获得高光子能量的XUV或X-射线范围内的孤立阿秒脉冲，研究人员提出了许多延伸谐波截止能量的方法. 例如：激光波形优化方案[5-6]、激光瞬时调频技术[7]、中红外场方法[8]以及空间非均匀场机制[9].

在上述方法中，许多孤立阿秒脉冲被制备出来.但是，较低的谐波转换效率成为了其应用的另一个绊脚石. 因此，如何提高谐波效率(或谐波强度)吸引了研究者的目光. 根据三步模型理论，谐波强度与电离几率有关，因此，最简单的方法就是增强激光强度区提高电离几率，进而可以增强谐波辐射强度. 但是，这么做有两处缺点：第一，高强度激光本身很难获得；第二，利用增强激光强度来获得高强度谐波效率是有极限的. 因此，在吸取了前人经验的基础上，研究人员提出了叠加态模型[10]以及高里德堡态模型[11].

2 计算方法

zE(t)]ψ(z,R,t)

(1)

(2)

(3)

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3 结果与讨论

图1 不同脉宽下谐波时频分析(a～c)以及不同脉宽下电离几率和核间距变化(d～f)

(5)

这里，k表示控制场与主频场强度比，本文选择k= 0.25；τ2为半周期单极场脉宽，这里τ2= 2.67 fs (即为800 nm光学周期)；tdelay为控制场和主频场延迟时间.

图2 加入半周期单极场后激光波形(a～c)和谐波时频分析(d～f)

图以及谐波光谱所产生的阿秒脉冲Fig.3 Attosecond pulse generations from harmonic spectra of

4 结 论