5.3 双色场相位影响 25

5.4传播效应研究 30

5.5利用高次谐波产生阿秒脉冲 32

6结论 33

致谢词 34

参考文献 35

1 绪论

1.1 高次谐波研究背景及意义

自上个世纪60年代第一台激光器问世以来，激光就因为其亮度高、方向性好以及相干性强等优点，而迅速成为科研和生产的首选光源。随着激光的广泛应用，在研究各种物理、化学和生物中快速发生的现象时，如熔融、光致合成、化学反应等，需要越来越短的脉冲激光来进行测量。因此很多产生超短脉冲输出的技术应运而生，主要有调Q、锁模和啁啾补偿等。随着新型激光介质和新技术的出现发明，目前已经可以产生高强度的飞秒激光脉冲。

图1.1 空间尺度、时间尺度以及对应的微观结构和动力学

飞秒激光能够用来观察和研究分子内原子的运动[1,2]，以及进行微观物质强场物理的非线性研究。但是为了更进一步地研究各种原子、分子介质中内层电子的运动过程，需要更高分辨能力的阿秒激光脉冲[1] （参见图1.1）。借助阿秒激光，人类可以进一步扩展超快过程的测量范围，这在很多研究和实际应用领域都有着极其重大并且不可替代的应用价值。而到目前为止，用于产生超短阿秒脉冲，无论是脉冲序列还是单个脉冲，最有效和最常用的便是通过高次谐波产生[3,4]。而另一方面，对高次谐波的研究也会加快超快激光技术以及在时间和空间上需要更高分辨率的超快微观领域研究进程。论文网

除了用于超短脉冲的产生之外，高次谐波本身波长短、相干性高的特点使其具有很广泛的应用，从分子原子到固体和等离子体物理，如在分子原子光谱、干涉和全息以及非线性光学中的应用[5]。具体地，可以利用高次谐波获得持续时间短并且相干的XUV和X射线源，应用于对活的生物细胞和亚细胞结构的显微成像，以及识别元素在样品中的定量分布等等文献综述

此外，对高次谐波本身的研究也推动着强场物理实验和理论上的迅速发展。目前激光器所能输出的最高电场强度已经远远超过了原子内的库伦场强度，在这样的极端场强物理条件下，将会产生各种强场效应，如高次谐波辐射、阈上电离、强场子电离、电离抑制和库伦爆炸等，这些新的现象的出现吸引了各个相关领域的关注并开拓和促进了许多全新的边缘学科的研究。高次谐波的出现开拓了两个全新研究领域：一个是在XUV范围内的多光子过程，另一个是阿秒物理[5]。对高次谐波产生的不断深入研究，无论是实验还是理论，不仅是对目前强场物理理论合理性与适用性的不断检验，而且也使得人们逐步深入认识和研究强场物理的本质。因而，高次谐波是强场物理中最为活跃，也是最为重要的研究领域之一[1,5-9]。

1.2 高次谐波研究进展及现状

1.3 论文主要工作及章节安排

本论文的主要工作是，利用量子波包程序LZH-DICP对He原子体系的高次谐波产生以及传播效应进行数值模拟，计算中选用中外红激光作为驱动光源，比较分析了各种参数下得到的结果。

本论文各章节的主要内容安排如下：

第一章是绪论部分，主要介绍了高次谐波的研究背景和意义，及其研究现状；