利用正交偏振激光场控制高次谐波的非绝热光谱红移

摘要

超强超快激光与原子分子相互作用会发生众多有趣的物理现象，如非次序双电离，阈上电离和高次谐波等。高次谐波为阿秒脉冲的产生提供了一种重要的手段，使得超快探测从飞秒量级拓展到阿秒量级。这为实验上实时探测原子、分子和纳米结构中超快电子的动力学过程提供了前所未有的工具。近年来，人们在利用高次谐波谱获取核和电子动力学信息方面已经取得了重大的进展。高次谐波谱的非绝热红移便是一种提取超快动力学信息的重要手段。在激光脉冲上升沿，后一个周期的振幅比前一个周期大，电离电子在电场中获得的动能逐渐增大，高次谐波发生非绝热蓝移；在激光脉冲下降沿，后一个周期的振幅比前一个周期小，电离电子在电场中获得的动能逐渐减小，高次谐波发生非绝热红移。若激光下降沿对谐波的贡献比上升沿对谐波的贡献大，高次谐波就会出现非绝热红移现象。目前，下降沿电离增强导致的非绝热光谱红移得到了广泛研究。然而，再结合过程对高次谐波谱频率的影响尚未被研究。本文则主要研究通过控制上升沿电离电子与母核的再结合过程来控制高次谐波的非绝热光谱红移。 本文利用两个正交的线偏振激光场实现了对高次谐波非绝热红移的控制。研究表明，当控制脉冲垂直加在驱动脉冲上升沿时，适当调节时间延迟降低电离电子与母核发生再结合的概率，激光上升沿对谐波的贡献会减少。此时，高次谐波主要由激光脉冲下降沿贡献，高次谐波谱发生非绝热红移现象。同理，当控制脉冲垂直加在驱动脉冲的下降沿时，也可以产生非绝热光谱的蓝移。在调节时间延迟过程中，我们发现正时间延迟对红移量的影响较大，负时间延迟对红移量的影响很小。正、负时间延迟对高次谐波红移量影响的差异可能来自这两种情况下驱动脉冲和控制脉冲峰值位置的不同。 与控制电离过程产生非绝热光谱红移的方法相比，采用两个频率相同、互相正交的线偏振激光场控制电子与母核再结合过程的方法在实验上更易操作，并对实验产生可调频率梳具有重要的指导意义。

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