,谐波是由奇次谐波组成。
20世纪60年代,锁模技术的问世后,激光强度和脉冲宽度均有了长足的提升,脉冲的宽度达到吉瓦( )皮秒( )级,“共振”增加效应成为当时研究的热点,大幅提高的激光场强度已经足够给予处于磁场中的原子足够强烈的扰动,随之而来的各种新的现象再由之前适用的微扰理论解释也慢慢呈现出牵强与偏离,而后经过人们苦心研究与发展着的非微扰缀饰态理论能够很好的解释这些新现象,此后原子动力学便有了长足发展。
随着啁啾脉冲放大技术( )的问世,激光脉冲再次提高,达到太瓦( )飞秒( )级,较高强度激光脉冲中的原子相互作用带来的新现象:阈上电离( )现象和高次谐波( )现象被人们发现并研究。
20世纪80年代至今日,聚焦相干谐波( )技术飞速发展,经过处理的激光场强度已经能够达到甚至超过了氢原子内部相应的库伦场强,激光技术的再次飞跃也带来很多新的原有理论无法解释的现象,例如带来包括隧穿电离( )高次谐波现象,原有理论也随之进步发展并且值此挈机一门新的科学——强场物理应运而生。
1.2激光场下物质间相互作用的发展
迄今为止经过验证的理论和一系列实验研究可以确定很多强激光场作用下原子产生高次谐波的典型特征,例如伴随谐波阶数的增加,高次谐波的波普强度会呈现出不同程度的降低,近似0~10阶这样低阶位置时谐波的强度会呈现很快地下降,10阶以后谐波谱的强度随阶数的增加而减小的比率大大下降,很长一段阶数范围内谐波强度几乎一致,表现在波谱图像上是一个类似“平台”(Plateau)的平稳区域,达到一定阶数时,高次谐波的强度又迅速下降,在波谱上呈现出断掉的层次,谐波强度随阶数的增加而减小的比率瞬间增大,随着阶数的增加平台区域会在某一阶次谐波附近截止。并且截止位置的阶数满足已经验证的经验公式可以计算出该位置的具体阶数等典型特征 。
事实上,激光脉冲的强度、附加磁场或电场的作用以及原子的电离势的不同等等很多因素均会造成高次谐波的种种差异。本文便基于这一点对附加不同强度的静电场时强激光场下原子产生的高次谐波情况进行研究 。
1.3强激光场作用下原子的电离
原子受到强激光场的作用发生的电离现象是其后一系列现象产生的基础和决定因素。原子发生电离现象后电子进行一系列复杂的物理过程,按照激光场所能达到的不同强度值,电离过程亦会出现差异,激光场的强度为 电场强度为2.75 时,原子主要的电离过程为多光子电离以及阈上电离源`自`优尔\文-论/文`网[www.youerw.com。当外加激光场和电场强度分别达到 和 时,电离过程在多光子电离、阈上电离的基础上增加了隧穿电离、过势垒电离以及产生高次谐波。不断增加外加激光场和电场强度,使场强分别达到 和 时,电离过程主要进行的是隧穿电离和过势垒电离。继续增大激光场和电场的强度时便会出现多光子散射以及电离抑制现象。( )
1.3.1多光子电离和阈上电离
多光子电离( ):原子在外加强场的作用下其中的电子吸收多个光子的能量后发生跃迁,电子由之前的束缚态跃迁至连续态的过程。
阈上电离( ):多光子电离过程中电子吸收额外的光子能量使其电子所具有的能量超过电子电离的阈值。
1.3.2隧穿电离电离和过势垒电离
隧穿电离( ):原子处于准静态附近时,对其施加低频强激光场,原子的原势垒被突破并且在激光场的作用下会形成一个新的低势垒,处在基态的低能量电子便可能通过隧穿该低势垒发生电离