摘要
原子、分子中电子的运动过程发生在阿秒量级，由于阿秒脉冲独特的时间和空间分辨能力，因此能够对电子的运动过程进行探测和控制，它是解决强场物理和阿秒科学等研究领域中许多科学问题的有力工具。随着超快光学的发展，人们也在不断地追求脉宽短、高通量、高光子能量的阿秒脉冲，中红外飞秒激光驱动原子和分子产生的超宽带超连续高次谐波是获得孤立阿秒脉冲的理想光源。 本工作将中红外强激光场以及中红外和极紫外组合激光场作用于氦原子，产生超宽带超连续高次谐波光谱，进而获得单个超短阿秒脉冲，并结合Gabor时频变换和经典模拟对高次谐波的发射机制进行了分析。本文通过广义伪谱法数值求解了强激光场中氦原子的三维含时Schr?dinger方程，该方法精度高、计算速度快。 首先,将强度为5.0×1014W/cm2,中心波长分别为800nm,1600nm,2400nm,3200nm的激光脉冲分别作用于氦原子，通过计算得到了不同波长的高次谐波光谱，结果表明，谐波的截止能量随着波长的增加而提高，叠加高次谐波获得的单个阿秒脉冲的脉宽也越来越短，但谐波的转化效率也会随之降低。此外，通过计算还得到了中心波长为4000nm,强度为4.0×1014W/cm2的激光场驱动氦原子产生的高次谐波光谱，叠加高次谐波获得了脉宽为20as的单个超短阿秒脉冲。并结合Gabor时频谱和经典模拟分析了高次谐波及超短阿秒脉冲产生的动力学机制。 最后，将中红外和极紫外组合激光场作用于氦原子，组合激光场中高次谐波的转化效率显著提升，并且组合激光场产生了比单色激光场更短的单个阿秒脉冲,最终在组合场中获得了持续时间为11as的单个超短阿秒脉冲。
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