【摘 要】
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激光脉冲的发展使得强激光与物质相互作用产生新的非线性现象,其中高次谐波的产生已经成为了强场物理的重要研究领域。原子分子体系下的高次谐波已经得到了广泛应用,但是,强激光与原子、分子相互作用产生的高次谐波产率较低。相比而言,与固体的相互作用在提升谐波效率方面具有更大的优势,所以固体高次谐波的产生受到了广泛关注。强激光场驱动下固体高次谐波的产生开辟了强场物理的新前沿。在研究固体高次谐波的产生过程,基于能
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激光脉冲的发展使得强激光与物质相互作用产生新的非线性现象,其中高次谐波的产生已经成为了强场物理的重要研究领域。原子分子体系下的高次谐波已经得到了广泛应用,但是,强激光与原子、分子相互作用产生的高次谐波产率较低。相比而言,与固体的相互作用在提升谐波效率方面具有更大的优势,所以固体高次谐波的产生受到了广泛关注。强激光场驱动下固体高次谐波的产生开辟了强场物理的新前沿。在研究固体高次谐波的产生过程,基于能带理论的单电子模型能够更好地帮助我们理解其动力学过程。单电子模型我们又可以分为单带模型和多带模型来研究固体高次谐波产生的机制。强激光场驱动原子、分子产生高次谐波的时间尺度为阿秒量级。目前,已经有大量的理论和实验研究展示了原子分子体系下高次谐波少周期谱结构和动力学的分析结果。然而,固体高次谐波动力学的时间尺度是亚飞秒量级,在少周期激光脉冲驱动固体高次谐波产生的动力学过程还需要进一步的研究。本文基于单带模型和多带模型分别对固体高次谐波的产生进行了研究。在单带模型中,基于无导数无约束优化算法实现了固体高次谐波直接测定固体能带结构;在一维单带模型上研究了固体高次谐波对能带结构的依赖关系;并且对单带模型高次谐波谱振荡结构及其动力学进行研究分析。在多带模型下,我们基于Mathieu-Type模型势数值计算了能带结构,在速度规范下用Bloch基函数展开求解了含时薛定谔方程。我们首先是研究了固体高次谐波的多平台结构,其次是将高次谐波谱拓展到固体多能带模型上,并且计算了高次谐波随激光脉冲延迟的关系变化。结果表明固体高次谐波吸收谱出现相比原子分子体系更为复杂的振荡模式,但是在不同的模型体系下,我们都从高次谐波吸收谱上观察到与少周期激光脉冲相关的高次谐波的增强或抑制。我们为了理解谱的振荡结构和少周期脉冲之间的相关性,采用的是时频分析方法和高次谐波辐射概率密度分布来详细地分析特定时间延迟下的动力学过程。
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