【摘 要】
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随着激光技术的快速发展,具有较短时间分辨的飞秒强激光已经在研究和实际中广泛应用。尤其是在理论和实验研究中,人们用超快强激光这一有力工具,开始从时间尺度上研究、观测甚至调控物质内部结构和超快动力学,研究的物质对象也从原子、分子逐渐扩展到固体物质等。本论文从超快强激光场和激光物质相互作用讲起,主要概述了我们对强激光场与晶体物质相互作用的超快物理学现象的理论研究,尤其是针对强激光场激发固体高次谐波这一新
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随着激光技术的快速发展,具有较短时间分辨的飞秒强激光已经在研究和实际中广泛应用。尤其是在理论和实验研究中,人们用超快强激光这一有力工具,开始从时间尺度上研究、观测甚至调控物质内部结构和超快动力学,研究的物质对象也从原子、分子逐渐扩展到固体物质等。本论文从超快强激光场和激光物质相互作用讲起,主要概述了我们对强激光场与晶体物质相互作用的超快物理学现象的理论研究,尤其是针对强激光场激发固体高次谐波这一新奇的现象展开了研究和讨论。第一章,我们首先简单介绍了激光技术这几十年来的发展,以及其与物质相互作用的早期研究,随后我们概述了近年来超快强激光与原子、分子及固体相互作用的简单概念和进展,着重介绍了和我们研究课题相关的固体高次谐波辐射的相关研究和理论方法。第二章,我们主要介绍了在我们强激光激发固体高次谐波辐射的研究中所用到的理论体系和计算方法。第一部分是固体能带理论中我们在研究中涉及到的基本概念和方法,第二部分是在我们的强激光激发固体高次谐波辐射相关研究中采用的VASP计算软件和半导体布洛赫方程的方法。第三章,我们主要展示了我们对固体高次谐波辐射的相关研究,主要分为两大部分:第一部分是关于二氧化硅高次谐波辐射的两个研究:在第一个研究中,我们用两能带的半导体布洛赫方程模型,对二维P3121结构二氧化硅的高次谐波谱做了优化,发现叠加静电场和双色场调控不仅可以拓宽谐波的平台区,而且可以获得较长的超连续谱,这为获得孤立阿秒脉冲提供了新的可能性。在第二个研究中,我们具体对FD3M和I42D两种结构的块体二氧化硅进行了分析,利用多能带半导体布洛赫方程模型验证了谐波谱的多能带效应。第二部分是关于单层闪锌矿氮化铝高次谐波辐射的研究,我们利用多能带半导体布洛赫方程模型,研究施加应力对闪锌矿氮化铝高次谐波发射的影响,初步提出了施加应力可以影响谐波的截止区能量和效率的想法。
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