初始粒子数布居对高次谐波的影响

通过数值求解一维短程势含时薛定谔方程,研究了初始粒子数布居对谐波辐射的影响.结果表明,当中等强度的激光(10~(14)W/cm~2)作用于具有较高电离能的原子或离子时.如果初始粒子数全部位于基态,这时的原子或离子不发生电离,只能得到低次谐波.如果部分粒子位于基态而部分粒子位于激发态.这时高次谐波增强,低次谐波受到抑制,原子发生部分电离,当初始粒子数全部位于激发态时,谐波转换效率降低,谐波次数减少,原子全部电离,这说明部分电离有利于谐波辐射,在一定程度上证明了半经典两步模型的假设.     

双光场作用下的粒子数布居反转

采用开放的梯形三能级原子模型及密度矩阵方程理论，数值模拟了不同参数条件下，双色双光场多光子电离过程中粒子数布居随时间的变化。发现两束激光频率失谐量均为零时，基态、第一、第二共振态粒子数布居随时间呈现振幅减小的拉比振荡，第一共振态布居振荡的频率是基态和第二共振态布居振荡频率的两倍，第二共振态和基态之间可存在较大粒子数布居反转，为实现短波长脉冲相干光输出提供了可能，且激光拉比频率越高，布居振荡频率及粒子数布局反转差值越大。两束激光同步作用于系统，亦有利于粒子数布居反转。     

双光场作用下里德堡原子的粒子数布居

基于光和物质相互作用的密度矩阵方程理论,模拟研究了双光场作用下阶梯形三能级 里德堡原子系统的粒子数布居和吸收特性。发现里德堡能级粒子数布居随探测场失谐量的变 化与探测吸收一致。当探测场强度小于耦合场强度时,与耦合吸收关联的两能级粒子数布居 随探测场强度增加而减小,而与探测吸收关联的里德堡能级粒子数布居增大。探测场、耦合 场强度相等时,与探测吸收关联的上下能级粒子数布居相等。之后,继续增大探测场强度, 会出现上下能级的粒子数反转,把该现象归因于探测场引起的功率展宽,使受激粒子寿命缩 短,中间激发能级的粒子部分吸收探测光子跃迁到里德堡能级,部分快速弛豫到基态能级。 所以,对该原子系统,适当选取耦合、探测场强度,可实现受激辐射的放大。     

激光在厚介质传输中的光电离动力学过程研究

研究了激光在厚介质中的传输特性以及激光与原子相互作用的光电离。推导了三步光电离的场方程组和原子布居的密度矩阵方程组。计算了在不同情况下电离几率与激光参数的变化关系。深入研究了激光在厚介质中传输引起激光参数的变化，以及激光功率、脉冲形状、脉冲宽度、三束激光的时间不同步对电离几率的影响。     

类锂铝离子“纯原子”弛豫及粒子数布居的数值计算

本文运用碰撞—辐射模型,在给定的等离子体参数条件下,计算了“纯原子”弛豫过程及各能级的粒子数布居,并对计算结果进行了讨论。模型所需的能级结构、跃迁波长、振子强度及跃迁几率等原子参数,用Hartree-Fock自洽场方法计算得到。     

克尔介质中k光子Jaynes-Cummings模型的量子特性研究

研究一个被克尔介质包围的两能级原子与单模辐射场通过 光子跃迁发生相互作用的系统, 着重讨论了原子与辐射场通过三光子和四光子相互作用过程中,光场的熵压缩和原子布居数反转随时间演化的动力学特性,分析了克尔介质对光场熵压缩和原子布居数反转的影响,结果表明它们对克尔介质的非线性作用非常敏感。     

空气中飞秒激光成丝的强场分子动力学研究进展

高强度的飞秒激光在非线性介质成丝过程中会产生一系列非线性效应,如强场电离、转动拉曼、高次谐波、激射等,这些非线性效应与强场下分子的复杂运动有关。研究强场作用下的分子动力学问题将有助于更好地理解飞秒激光成丝过程中非线性效应背后的物理机制。综述了近年来飞秒激光在空气中成丝时主要分子动力学特性的研究进展,包括分子准直、分子电离、电子-离子复合以及分子能级的粒子数布居。最后对强场与分子相互作用研究所面临的机遇以及挑战进行了展望。     

形成KrⅡ469.5nm激光振荡的动力学过程

用自吸法测试了不同放电条件下在He-Kr空心阴极放电的余辉阶段中Hem(2s3S1)态布居密度随时间的变化.进而计算了这一亚稳态原子和氪基态原子彭宁电离速率常数,从而更深入地讨论了这一激光振荡的激励机制.     

双势阱中原子质心运动对自发辐射的抑制

研究了一个囚禁于对称双势阱中的二能级原子与单模腔场的相互作用.通过求解薛定谔方程,给出了整个系统波函数解析解和原子能级粒子数反转的解析表达式.分析了当腔场初始态分别为粒子数态、相干态以及热态时原子粒子数反转随时间的演化情况,并考虑了原子质心运动对粒子数反转的影响.结果表明通过选择合适的腔场初始态、势阱位置及相关因素,可以有效地控制原子的自发辐射率.     

原子在强激光场中的稳定性

1　引言　　原子在强激光场中的稳定现象 1984年曾首次被理论预言和描述 [1 ,2 ] ,实验验证则仅仅是最近的事 [3 ,4]。原子稳定思想并不对应于原子电离速率随激光场强度增加这一简单直觉。根据定义 ,稳定意即依赖于强度 I或场强ε,从某些临界值 Ic或εc开始 ,电离速率Γ或总电离几率 wi 在脉冲期间停止增加 (即在 wi 1时饱和 ) ,甚至成为随 I或ε而减少的函数。在这种情况下 ,原子的电离时间或“未电离”残余几率 wres=1- wi 变成常数 ,或开始随 I或ε增加 (见图 1)。在强场中这些类型函数 wres(ε) ,Γ(ε)和 wi(ε)的选择 ,还有临界场Ic…     

ω-3 ω双色场相干控制电离与高次谐波

通过数值求解一维含时薛定谔方程 ,研究了原子在双色场作用下的电离和高次谐波及它们的相互关系。通过讨论两种不同的电离机制 :隧穿电离机制和过势垒电离机制 ,发现电离变化的规律很相似 ,但高次谐波谱的变化规律却很不同。研究说明利用双色场对原子过程进行相位控制是可行的     

双色场对原子电离的相干控制:ω-2ω与ω-3ω之间的比较

通过数值方法求解一维模型原子的含时薛定谔方程 ,研究了双色场对电离的相干控制 ,分别讨论了基频光与其二次或三次谐波的耦合 ,通过对这两种组合的比较发现由于相干叠加效应的不同 ,其电离率也有很大的差异。     

中红外双色场量子轨道调控下宽谱带阿秒脉冲的产生

采用由2000 nm中红外驱动场和1000 nm弱倍频调制场组成的双色场作为驱动源,提出了产生水窗波段宽带高次谐波谱的新方法。弱倍频场对原子中电子的电离阶段进行调制,不仅扩大了连续谱的带宽,而且大大提高了连续谱的产生效率。通过求解一维氦原子模型下含时薛定谔方程,发现该双色场驱动下能够得到谱宽为190 eV的连续谱,并且较2000 nm中红外单色驱动下,连续谱谐波的效率提高了两个数量级。此外,计算中还发现调整双色场的相对载波包络相位,能够增强一个轨道电子的贡献同时抑制另一个电子轨道的贡献,利用这种方法能够得到脉宽为70 as的单阿秒脉冲。     

飞秒激光场中氯丙烯的光电离/解离机制研究

利用50fs的激光脉冲对氯丙烯在200nm、400nm和800nm下的光电离/解离机理进行了研究. 实验获得了氯丙烯在三种波长下的电离质谱和光强指数,分析了母体和碎片离子强度随波长的变化关系. 在200nm时,C3H5Cl+来源于飞秒脉冲的直接非共振电离,其它碎片离子均来源于母体离子的电离解离过程;在400nm时,部分分子被激发到高里德堡态从而解离产生C3H5,C3H5再次吸收光子电离导致C3H5+的信号增强;在800nm时,部分分子被同时激发到了排斥态nσ*和多个高里德堡态而发生解离.更多通道产生C3H5使得C3H5+产量进一步增加.由于C3H4+来自C3H5Cl+以及C3H5+的电离解离过程,因此,C3H4+产率随波长变化相对较缓.     

分子与强激光场相互作用的最新研究进展

随着阿秒激光的出现,人们可以深入原子内部研究大约100 as时间尺度内电子的运动,这为研究阿秒时间分辨率下电子与离子碰撞,高次谐波产生等物理过程提供了机会.目前,在实验方面正致力于研究如何产生更短的阿秒激光脉冲,理论上则注重对多电子电离和高次谐波产生等物理过程进行拟合.     

Two-photon ionization of helium for 23S and 21S states

Two-photon ionization of He atom from its excited metastable2^{3}Sand2^{1}Sstates is studied within the framework of the perturbation theory. Cross sections and ratios for circularly and linearly polarized laser light are obtained in the wavelength ranges 3180-3950 Å and 3650-5100 Å for2^{3}Sand2^{1}Sstates, respectively. The effects of the quasi-resonant intermediate states and the states omitted in the truncated summation method are analyzed.     

The role of excited states in multiphoton ionization

The mixing of the excited states of an atom with the ionization continuum is considered by a modification of Fano's theory of autoionization. It is shown that in the case of the noble gases this leads to a reduction of the threshold power-law indexKfromI/hbaromegatoE_{n}/hbaromega(whereIis the ionization energy, Enthe lowest excited state energy, andhbaromegathe photon energy) as found experimentally.