采用单束椭圆激光驱动Ar团簇离子产生大椭偏率的高次谐波

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高次谐波发射(HHG):强激光场作用到原子、分子等媒介上,能够产生极紫外(XUV)甚至软X射线波段的相干光辐射。因其具有非常广泛的应用,HHG不仅作为低成本XUV光源,还是获得相干阿秒(10-18s)光脉冲的最有效手段之一,除此之外,还可以也可通过它观察原子分子内部的超快动力学行为。HHG的研究一直被研究者所关注。尤其是最近几年,在研究者的努力下,一些复杂激光脉冲驱动下的高次谐波产生了一些新的有趣的特性。如双圆场与原子相互作用,可以产生圆偏振HHG。研究者们发现双色双圆激光场产生的谐波的极化可以通过调节圆偏振到椭圆偏振到线偏振来产生,在观察强激光驱动Ar团簇离子产生高次谐波偏振特性的时候,我们采用的是一束椭圆激光。在本论文中,我们用二维多势阱模型来模拟电离团簇对超短强激光脉冲的响应,当一个单原子被多个离子包围,就是团簇离子。采用标准二阶分裂算法方法求解二维含时薛定谔方程,用快速傅里叶变换进行波函数时间演化,初始基态波函数则通过虚时间演化方法获得。随着Ar原子周围的离子数增加,谐波谱的截止位置显著地被扩展。对于Ar团簇离子而言,返回电子不仅可以被复合到母离子,也可能被复合到母离子周围的其他离子,另外,Ar团簇离子的低阶谐波强度比单个Ar原子情形提高了大约两个数量级。低阶谐波的产生主要来自束缚态到束缚态的跃迁贡献。对单个Ar原子而言,阈下谐波和截止位置附近的谐波强度都随着激光椭偏率迅速减小。而随着中心Ar原子周围Ar离子数目的增多,电离电子在大椭偏率激光场中可以和非母离子复合而发射出谐波光子,导致截止位置附近谐波强度随椭偏率的衰减变慢。对阈下谐波而言,随着Ar离子数目的增多,从母离子激发出来的电子可以与周围其它Ar离子发生散射或被复合,增大了激发态向基态跃迁的概率,从而在椭偏率较大的激光场下仍能产生较强的谐波,为实验上获得大椭偏率阈下谐波提供了简单途径。
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