激光驱动激发态Cs原子提高阈下谐波的转化效率

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原子分子系统与强激光场相互作用产生的高次谐波(HHG)是获得超短阿秒脉冲的主要途径,这导致了许多的物理应用,比如阿秒时间分辨光谱和直接探测原子、分子和凝聚态物质内电子的动力学行为等。因此,人们主要研究的是如何提高HHG的转化效率和拓宽平台的截止位置。然而,阈上(光子能大于电离能)谐波的转化效率远低于阈下谐波(BTHG)的,因而通过预激发电子态或两个束缚态的混合叠加态提高BTHG的强度是近年来的热门研究课题,但是有关研究较少。而且,由BTHG合成的真空极紫外脉冲串也是最活跃的研究方向之一。本文主要利用叠加态提高BTHG的转化效率并合成单个脉冲,具体工作如下:  我们提供了一个有效提高中红外激光场中Cs原子阈下谐波的方法,即采用伪谱法准确地数值求解它的含时薛定谔方程。结果表明,用单独的激发态作为初始波函数时,Cs原子的BTHG强度比用单独基态作为初始波函数时提高了1到2个数量级,这是因为原子中处在激发态的电子在初始几个光周期的快速电离使得含时偶极矩的振幅显著增强;而用基态和某一个激发态的同比例相干叠加态作为初始波函数时,Cs原子的BTHG强度又有了不同程度的提高,最大提高了3个数量级,这来自两方面的贡献,即共振跃迁和缀饰态谐波。另外,当初始态分别为激发态7s、7p时,Cs原子BTHG辐射有较好的连续性,叠加这一阶段的谐波可以得到中心波长从可见光的短波段到中紫外波段的单个脉冲。
其他文献
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学位
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光子晶体是由两种或两种以上介质材料呈周期性排列形成的一种人工结构。利用光子晶体的带隙特点,可以控制光在光子晶体中的传播速度,通过在光子晶体中设置缺陷结构可以形成光子晶体波导,获得慢光效应。慢光在全光缓存、光延迟线、全光可调谐开关以及非线性光学等方面都有着重要的应用价值,因此成为光学领域研究的热点。在众多实现慢光的技术中,光子晶体波导具有其它技术所没有的优点,比如可以在室温下产生慢光,结构简单紧凑,