【摘 要】
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强激光与物质相互作用会产生一系列新奇的物理现象。在众多新奇的物理现象中,高次谐波一直以来备受人们关注。其独特的平台结构特征,是产生超短孤立阿秒脉冲的绝佳途径。目前,影响阿秒光脉冲应用的一个限制是其强度太低,无法实现阿秒泵浦阿秒探测。为此,人们提出多种方案来优化阿秒脉冲的产生,如多色场方案,相位匹配优化方案等。其中,利用强激光与金属纳米材料产生的空间非均匀场产生高强度超短孤立阿秒脉冲成为人们研究的热
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强激光与物质相互作用会产生一系列新奇的物理现象。在众多新奇的物理现象中,高次谐波一直以来备受人们关注。其独特的平台结构特征,是产生超短孤立阿秒脉冲的绝佳途径。目前,影响阿秒光脉冲应用的一个限制是其强度太低,无法实现阿秒泵浦阿秒探测。为此,人们提出多种方案来优化阿秒脉冲的产生,如多色场方案,相位匹配优化方案等。其中,利用强激光与金属纳米材料产生的空间非均匀场产生高强度超短孤立阿秒脉冲成为人们研究的热点。本文通过数值求解含时薛定谔方程方案,系统地研究了激光与金属纳米材料作用产生的非均匀场作用下的谐波发射,产生了优化的强度较高的孤立阿秒脉冲,具体研究内容包括:利用FDTD计算得到空间非均匀场,在此基础上进行拟合得到驱动光场。利用该光场与原子相互作用,研究了原子处于不同空间位置下的谐波发射过程,发现当靶原子与金属纳米结构间距为8nm时,可以得到高效率的连续谐波光谱。在此基础上利用啁啾效应,通过调控驱动激光脉冲的啁啾参数,获得了谱带宽度较宽谐波效率更高的连续谐波光谱,进而产生了高强度脉宽相对更窄的孤立阿秒脉冲。由于不同的金属纳米结构与激光脉冲相互作用产生的空间非均匀场的增强效果是不同的,因此我们进一步系统地研究了不同的金属纳米结构的组合对高次谐波产生过程的影响。通过对比激光脉冲分别与单个金尖纳米结构,单个圆柱纳米结构,双金尖纳米结构二聚体,双圆柱纳米结构二聚体,金尖-圆柱纳米结构二聚体五种金属纳米结构相互作用下产生的高次谐波以及对双圆柱纳米结构二聚体,金尖-圆柱纳米结构二聚体情况下合成的孤立阿秒脉冲,发现在非对称结构金尖-圆柱纳米结构二聚体情况下我们会得到高强度脉宽相对更窄的孤立阿秒脉冲。
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