超短脉冲激光作用下的线性分子排列与高次谐波辐射研究

摘要

线性分子在超短脉冲激光场作用下的排列对其电离和发射高次谐波有重要的影响。本文主要对线性分子在飞秒光作用下的排列作了计算和分析。并在实验上开展了以CO2为样本的线性分子在超短脉冲激光场中的高次谐波辐射研究。在线偏振超短脉冲激光场的激发下，分子或分子系综会产生较宽的随时间演化的波包。波包内各个转动本征态相干叠加，使分子或分子系综周期性地沿着激光场的偏振方向排列。文中计算了 N2分子、N2分子系综、CO分子系综和CO2分子系综在单脉冲飞秒光作用下的排列。并分析了激光强度、分子初始转动温度以及奇态偶态对分子排列的影响。多个超短脉冲激光组成的脉冲序列可以提高分子的排列状态。论文中计算了两个飞秒光组成的脉冲序列作用时，N2分子、N2分子系综和CO分子系综的排列，并分析了第二个飞秒光到达时刻分子或分子系综分别平行和垂直激光场对分子排列的影响以及第二个飞秒光的强度对分子排列的影响。椭圆偏振飞秒光对分子的排列与线偏振的情况不同。文中分析了椭圆偏振光的离心率和激光强度对 N2分子、N2分子系综和CO分子系综排列的影响。并用坐标表象下分子波函数的几率密度随角度的分布直观地显示了椭圆偏振光作用下分子的排列状态。可以看到，分子沿θ角方向和?角方向排列最好的时候，分子沿 Z轴和XOZ平面方向的分布几率最大。实验上，利用静态真空靶室和软 X射线光谱仪开展了以CO2为样本的线性分子在超短脉冲激光作用下的高次谐波实验。实验表明，气体的压强和气体盒与激光焦斑的相对位置都会对CO2分子的高次谐波产生影响。最后，对全文的研究内容作了总结。

目录

超短脉冲激光作用下的线性分子排列与高次谐波辐射研究

RESEARCH ON THE ALIGNMENT AND HIGH-ORDER HARMONIC GENERATION OF LINEAR MOLECULES BY ULTRASHORT LASER PULSES

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1课题来源及研究的主要目的和意义

1.2国内外研究现状分析

1.3本文的主要研究内容及结构安排

第2章线性分子在激光场作用下排列的理论分析

2.1引言

2.2激光场的形式

2.3分子与激光场作用时的诱导偶极矩势能的分析及哈密顿量H

2.4激光场作用下分子波函数的运动方程

2.5表示分子或分子系综排列状况的方法

2.6与分子转动相关的一些问题

2.7本章小结

第3章线性分子在线偏振飞秒光作用下的排列

3.1引言

3.2N2 分子在线偏振飞秒光作用下的排列

3.3CO 分子系综在线偏振飞秒光作用下的排列

3.4CO2 分子系综在线偏振飞秒光作用下的排列

3.5本章小结

第4章 线性分子在两个相继的飞秒光作用下的排列

4.1引言

4.2N2 分子在两个相继的飞秒光作用下的排列

4.3CO 分子系综在两个相继的飞秒光作用下的排列

4.4本章小结

第5章线性分子在椭圆偏振飞秒光作用下的排列

5.1引言

5.2椭圆偏振光对线性分子排列的处理方法

5.3N2 分子在椭圆偏振飞秒光作用下的排列

5.4N2 分子系综在椭圆偏振飞秒光作用下的排列

5.5CO 分子系综在椭圆偏振飞秒光作用下的排列

5.6本章小结

第6章线性分子在超短脉冲激光作用下的高次谐波辐射实验研究

6.1引言

6.2实验仪器及实验光路

6.3气压对CO2 高次谐波的影响

6.4本章小结

结论

参考文献

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致谢