【摘 要】
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近半个世纪以来,随着激光技术的迅猛发展,激光的输出功率越来越高,峰值强度己达到1022W/cm2。在强激光场中,许多新的物理现象相继涌现,例如,相比于弱场时原子的电离率正比于
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近半个世纪以来,随着激光技术的迅猛发展,激光的输出功率越来越高,峰值强度己达到1022W/cm2。在强激光场中,许多新的物理现象相继涌现,例如,相比于弱场时原子的电离率正比于激光场强度,在强激光场中则会产生一个“违反直觉”的现象,即在某些强度窗口,原子会出现电离率随着激光场的增强而保持稳定或者下降的现象,这个现象被称为原子的稳定性现象。一般而言,原子的稳定性可以分为两种类型,准静态稳定和动力学稳定。关于这两种稳定性的理论研究工作大多从薛定谔方程出发进行讨论,取得了一定的成果。本论文另辟蹊径,采用经典的方法分别对基态氢原子和负一价氢离子在强激光场中的稳定性进行详细研究。另外,在超强激光场中,相对论效应越来越重要,因此,我们还从狄拉克方程出发来进行了相关讨论。本论文主要研究了以下两个方面的内容:1、采用相空间平均法研究了基态氢原子和负一价氢离子在强激光场中的稳定性。通过数值计算得到氢原子在不同频率、偏振以及包络的激光场中的电离率,发现基态氢原子在频率较高、线性偏振、上升沿和下降沿比较平缓的激光场中具有更高的稳定性。对于高频强场中稳定存在的负一价氢离子,通过外加不同强度的激光场,我们并没有发现其电离率随着激光场增强而出现下降的现象,但是在频率较高的短脉冲中,出现了电离抑制的现象。2、在高频强激光场中,通过对狄拉克方程进行Kramers-Henneberger(KH)变换得到了有效势,并对它进行了详细地分析讨论。我们发现有效质量的引入会导致有效库仑势的分布在激光场达到一定强度后不再发生变化。此外,还发现高频激光场中偶极近似是不适用的。
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