采用较长脉宽双色场获得孤立阿秒脉冲

摘要

阿秒脉冲可以跟踪电子的运动，观察分子和原子中电子的驰豫过程，对这些电子运动过程的深刻理解能导致新光源的发展、探索严重疾病的微观起源，并且单个阿秒脉冲在很多方面都应用的极为广泛，比如可以应用在亚飞秒时域范围内的极紫外以及X射线泵浦探测的实验中。因此，具有极短脉宽的阿秒脉冲的实现具有重大应用价值。
　　 然而，研究发现，要想获得孤立阿秒脉冲，需要采用6飞秒的基频光脉冲作为驱动光，这样短的驱动光脉冲虽能在实验上实现，但是它的相位是不稳定的，而且峰值强度不高，且对于很多实验室来说，获得如此超短的脉冲是非常困难的。基于此，本论文提出利用较长脉宽的双色组合脉冲方案获得孤立阿秒脉冲。该方案的实现，克服了传统方法中采用的超短脉冲相位不稳定和峰值强度低的限制。
　　 在这篇论文的开始使用Crank-Nicolson直接数值积分方法来对在单色场和双色场作用下氢原子模型所产生的高次谐波辐射谱进行求解，通过对谐波谱上截止位置附近谐波做小波变换，得到孤立的阿秒脉冲，并从双色激光脉冲的电场形式分析该方案产生孤立阿秒脉冲的机理。这里的组合脉冲由一束低频钛宝石激光和它的二次谐波构成。为了给出该方案下能够得到的最好结果，我们大范围地调节了两束脉冲之间相位的关系，给出该方案下能够得到的最短阿秒脉冲的宽度为80阿秒，这一结论对实验上能够实现阿秒脉冲产生具有重要的指导意义。