【摘 要】
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原子和分子产生的高次谐波可以为阿秒尺度上产生短高频相干辐射源提供了一种潜在的方法,可以作为探针观察原子和分子的动力学行为。谐波的主要特征是在谐波阶数较低时谐波强度快速下降,然后出现一个广阔的平台,所有谐波都有相似的振幅,最后谐波呈现一个急剧的截止,对阈值附近的低阶谐波的研究不管从实验还是理论研究都比较复杂。在经过90年代中期的开拓性研究后,得到了快速的发展。低阶谐波的形成与激光脉冲的载波包络相位（
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原子和分子产生的高次谐波可以为阿秒尺度上产生短高频相干辐射源提供了一种潜在的方法,可以作为探针观察原子和分子的动力学行为。谐波的主要特征是在谐波阶数较低时谐波强度快速下降,然后出现一个广阔的平台,所有谐波都有相似的振幅,最后谐波呈现一个急剧的截止,对阈值附近的低阶谐波的研究不管从实验还是理论研究都比较复杂。在经过90年代中期的开拓性研究后,得到了快速的发展。低阶谐波的形成与激光脉冲的载波包络相位（CEP）有非常重要的关系。通过控制激光脉冲的CEP,可以在极短的时间尺度上操控束缚电子的动力学。本论文从理论上研究了少周期中红外激光脉冲驱动的原子阈值以下谐波产生（BTHG）随载波包络相位（CEP）的变化关系。BTHG光谱作为激光脉冲CEP的函数,并在低激光场强度下表现出CEP依赖的增强和抑制,当激光脉冲的强度较高时,CEP变化时,BTHG光谱变化不明显。为了进一步研究其动力学机制,我们对BTHG进行了同步压缩时频变换（SST）和半经典分析。我们发现,在低激光场强度下,CEP可以显著地控制量子通道的关闭或打开,同时也可以改变共振增强在阈下谐波发射中的作用,使BTHG增强或抑制。对于强度较高的激光脉冲,由于量子通道不能被CEP改变,因此BTHG的增强和抑制与CEP无关。我们的结果证明了CEP依赖的BTHG的一个新机制,也提供了一个关于CEP控制BTHG过程的新方法。本文的主要工作如下:首先我们采用在激光场中求解三维含时薛定谔方程的方法研究了Ar原子产生的低阶谐波谱随CEP的依赖关系,为了更好地理解在少周期中红外激光场中依赖于CEP的BTHG中电子的动力学行为,我们对激光脉冲的波长为1800nm,强度为1.0×1013W/cm~2,CEP=0.4π和CEP=1.5π的阈下谐波进行了小波时频分析、同步压缩时频分析（SST）和半经典模型来识别量子轨迹。发现量子通道在CEP的影响下对阈值以下谐波产生中有突出贡献。后面我们通过控制激光脉冲的波长和强度,最终发现CEP的依赖关系对激光脉冲的强度比较敏感,但是对波长不是很敏感。最后,我们计算了三维氦原子和氢原子产生的BTHG随CEP的依赖关系,发现当原子种类改变时,BTHG对CEP也不敏感。
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