搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

双色高频激光作用下原子低阶次谐波的理论研究

宋文娟 郭福明 陈基根 杨玉军

双色高频激光作用下原子低阶次谐波的理论研究

宋文娟, 郭福明, 陈基根, 杨玉军
PDF
导出引用
  • 通过数值求解含时薛定谔方程,研究了高频双色激光脉冲与原子相互作用产生的光辐射.研究表明,光辐射谱中既有基频光的谐波,又可观测到谐波能量附近的多个频率的光辐射产生,且辐射的峰值强度随着入射激光强度的提高呈指数增强,相邻辐射频率差值为入射的两束激光脉冲频率差.
      通信作者: 杨玉军, yangyj@jlu.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点研发计划(批准号:2017YFA0403300)、国家自然科学基金(批准号:11774129,11274141,11627807,11534004)和吉林省自然科学基金(批准号:20170101153JC)资助的课题.
    [1]

    Ozaki T, Ganeev R A, Ishizawa A, Kanai T, Kuroda H 2002 Phys. Rev. Lett. 89 253902

    [2]

    Pert G J 2007 Phys. Rev. A 75 023808

    [3]

    Mcpherson A, Gibson G, Jara H, Johann U, Luk T S, Mcintyre I A, Boyer K, Rhodhes C K 1987 J. Opt. Soc. Am. B 4 595

    [4]

    Ferray M A, L'Huillier A, Lompre L A, Mainfray G, Manus C 1988 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 21 L31

    [5]

    Dromey B, Zepf M, Gopal A, Wei M S, Tatarakis M 2006 Nat. Phys. 2 456

    [6]

    Emma P, Akre R, Arthur J, Bionta R, Bostedt C, Bozek J, Brachmann A, Bucksbaum P, Coffee R, Decker F G, Ding Y, Dowell D, Edstrom S 2010 Nat. Photon. 4 641

    [7]

    Huang Z, Brachmann A, Decker F J, Ding Y, Dowell D, Emma P, Frisch J, Gilevich S, Hays G, Hering P, Iverson R, Loos H, Miahnahri A, Nuhn H D, Ratner D, Stupakov G, Turner J, Welch J 2010 Phys. Rev. Spec. Top. Acc. Beams 13 020703

    [8]

    Ishikawa T, Aoyagi H, Asaka T, Asano Y, Azumi N, Bizen T 2012 Nat. Photon. 6 540

    [9]

    Ackermann W, Asova G, Ayvazyan V, Azima A, Baboi N, Bahr J, Balandin V, Beutner B, Brandt A 2007 Nat. Photon. 1 336

    [10]

    Shintake T, Tanaka H, Hara T, Tanaka T, Togawa K, Yabashi M 2008 Nat. Photon. 2 555

    [11]

    Allaria E, Appio R, Badano L, Barletta W A, Bassanese S, Biedron S G, Borga A, Busetto E 2012 Nat. Photon. 6 699

    [12]

    Scott D J, Clarke J A, Baynham D E, Bayliss V, Bradshaw T, Burton G, Brummitt A, Carr S, Lintern A, Rochford J, Taylor O, Ivanyushenkov Y 2011 Phys. Rev. Lett. 107 174803

    [13]

    Goulielmakis E, Schultze M, Hofstetter M, Yakovlev V S, Gagnon J, Uiberacker M, Aquila A L 2008 Science 320 1614

    [14]

    Krausz F, Ivanov M 2009 Rev. Mod. Phys. 81 163

    [15]

    Cingoz A, Yost D C, Allison T K, Ruehl A, Fermann M E, Hartl I, Ye J 2012 Nature 482 68

    [16]

    Fang L, Osipov T, Murphy B F, Rudenko A, Rolles D, Petrovic V S, Bostedt C, Bozek J D, Bucksbaum P H, Berrah N 2014 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 47 124006

    [17]

    Minitti M P, Budarz J M, Kirrander A, Robinson J S, Ratner D, Lane T J, Zhu D, Glownia J M, Kozina M, Lemke H T, Sikorski M, Feng Y, Nelson S, Saita K, Stankus B, Northey T, Hastings J B, Weber P M 2015 Phys. Rev. Lett. 114 255501

    [18]

    Treusch R, Feldhaus J 2010 New J. Phys. 12 035015

    [19]

    Seddon E A, Clarke J A, Dunning D J, Masciovecchio C, Milne C J, Parmigiani F, Rugg D, Spence J C H, Thompson J C H, Ueda K, Vinko S M, Wark J S, Wurth W 2017 Rep. Prog. Phys. 80 115901

    [20]

    Protopapas M, Keitel C H, Knight P L 1997 Rep. Prog. Phys. 60 389

    [21]

    Zhou Z Y, Yuan J M 2008 Phys. Rev. A 77 063411

    [22]

    Cui X, Li S Y, Guo F M, Tian Y Y, Chen J G, Zeng S L, Yang Y J 2015 Acta Phys. Sin. 64 043201 (in Chinese) [崔鑫, 李苏宇, 郭福明, 田原野, 陈基根, 曾思良, 杨玉军 2015 物理学报 64 043201]

    [23]

    Bachau H, Budriga O, Dondera M, Florescu V 2013 Centr. Euro. J. Phys. 11 1091

    [24]

    Ebadi H, Keitel C H, Hatsagortsyan K Z 2011 Phys. Rev. A 83 063418

    [25]

    Tian Y Y, Guo F M, Zeng S L, Yang Y J 2013 Acta Phys. Sin. 62 113201 (in Chinese) [田原野, 郭福明, 曾思良, 杨玉军 2013 物理学报 62 113201]

    [26]

    Pont M, Gavrila M 1990 Phys. Rev. Lett. 65 2362

    [27]

    Gavrila M 2002 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 35 R147

    [28]

    Wei S S, Li S Y, Guo F M, Yang Y J, Wang B 2013 Phys. Rev. A 87 063418

    [29]

    Hara T, Inubushi Y, Katayama T, Sato T, Tanaka H, Tanaka T, Togashi T, Togawa K, Tono K, Yabashi M, Ishikawa T 2013 Nat. Commun. 4 2919

    [30]

    Petralia A, Anania M P, Artioli M, Bacci A, Bellaveglia M, Carpanese M, Chiadroni E, Cianchi A, Ciocci F, Dattoli G, Giovenale D, Di Palma E, Di Pirro G P, Ferrario M, Giannessi L 2015 Phys. Rev. Lett. 115 014801

    [31]

    Wu Y K, Yan J, Hao H, Li J Y, Mikhailov S F, Popov V G, Vinokurov N A, Huang S, Wu J 2015 Phys. Rev. Lett. 115 184801

    [32]

    Couprie M E 2014 J. Elect. Spectro. Relat. Phenom. 196 3

    [33]

    Lutman A A, Coffee R, Ding Y, Huang Z, Krzywinski J, Maxwell T, Messerschmidt M, Nuhn H D 2013 Phys. Rev. Lett. 110 134801

    [34]

    Allaria E, Bencivenga F, Borghes R, Capotondi F, Castronovo D, Charalambous P, Danailov M B 2013 Nat. Commun. 4 2476

    [35]

    Schwartz E, Schwartz S 2015 Opt. Express 23 7471

    [36]

    Perrella C, Light P S, Anstie J D, Stace T M, Benabid F, Luiten A N 2013 Phys. Rev. A 87 013818

    [37]

    Ffushitani M, Hikosaka M, Matsuda A, Endo T, Shigemasa E, Nagasono M, Sato T, Togashi T, Yabashi M, Ishikawa T, Hishikawa A 2013 Phys. Rev. A 88 063422

    [38]

    Matsuoka L, Hasegawa S 2007 J. Opt. Soc. Am. B 24 2562

    [39]

    Liu M, Guo Y C, Wang B B 2015 Chin. Phys. B 24 073201

    [40]

    Antaris A L, Chen H, Cheng K, Sun Y, Hong G S, Qu C R, Diao S, Deng Z X, Hu X M, Zhang B, Zhang X D, Yaghi O K, Alamparambil Z R, Hong X C, Cheng Z, Dai H J 2016 Nat. Mater. 15 235

    [41]

    Yang Y J, Chen J G, Chi F P, Zhu Q R, Zhang H X, Sun J Z 2007 Chin. Phys. Lett. 24 1537

    [42]

    Song Y, Li S Y, Liu X S, Guo F M, Yang Y J 2013 Phys. Rev. A 88 053419

    [43]

    Zhou Z Y, Chu S I 2011 Phys. Rev. A 83 013405

    [44]

    Wang C C, Tian Y, Luo S, Roeterdink W G, Yang Y, Ding D, Okunishi M, Prmper P, Shimada K, Ueda K, Zhu R 2014 Phys. Rev. A 90 023405

    [45]

    Tian Y Y, Li S Y, Wei S S, Guo F M, Zeng S L, Chen J G, Yang Y J 2014 Chin. Phys. B 23 053202

    [46]

    Zhang D Y, Li Q Y, Guo F M, Yang Y J 2016 Acta Phys. Sin. 65 223202 (in Chinese) [张頔玉, 李庆仪, 郭福明, 杨玉军 2016 物理学报 65 223202]

  • [1]

    Ozaki T, Ganeev R A, Ishizawa A, Kanai T, Kuroda H 2002 Phys. Rev. Lett. 89 253902

    [2]

    Pert G J 2007 Phys. Rev. A 75 023808

    [3]

    Mcpherson A, Gibson G, Jara H, Johann U, Luk T S, Mcintyre I A, Boyer K, Rhodhes C K 1987 J. Opt. Soc. Am. B 4 595

    [4]

    Ferray M A, L'Huillier A, Lompre L A, Mainfray G, Manus C 1988 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 21 L31

    [5]

    Dromey B, Zepf M, Gopal A, Wei M S, Tatarakis M 2006 Nat. Phys. 2 456

    [6]

    Emma P, Akre R, Arthur J, Bionta R, Bostedt C, Bozek J, Brachmann A, Bucksbaum P, Coffee R, Decker F G, Ding Y, Dowell D, Edstrom S 2010 Nat. Photon. 4 641

    [7]

    Huang Z, Brachmann A, Decker F J, Ding Y, Dowell D, Emma P, Frisch J, Gilevich S, Hays G, Hering P, Iverson R, Loos H, Miahnahri A, Nuhn H D, Ratner D, Stupakov G, Turner J, Welch J 2010 Phys. Rev. Spec. Top. Acc. Beams 13 020703

    [8]

    Ishikawa T, Aoyagi H, Asaka T, Asano Y, Azumi N, Bizen T 2012 Nat. Photon. 6 540

    [9]

    Ackermann W, Asova G, Ayvazyan V, Azima A, Baboi N, Bahr J, Balandin V, Beutner B, Brandt A 2007 Nat. Photon. 1 336

    [10]

    Shintake T, Tanaka H, Hara T, Tanaka T, Togawa K, Yabashi M 2008 Nat. Photon. 2 555

    [11]

    Allaria E, Appio R, Badano L, Barletta W A, Bassanese S, Biedron S G, Borga A, Busetto E 2012 Nat. Photon. 6 699

    [12]

    Scott D J, Clarke J A, Baynham D E, Bayliss V, Bradshaw T, Burton G, Brummitt A, Carr S, Lintern A, Rochford J, Taylor O, Ivanyushenkov Y 2011 Phys. Rev. Lett. 107 174803

    [13]

    Goulielmakis E, Schultze M, Hofstetter M, Yakovlev V S, Gagnon J, Uiberacker M, Aquila A L 2008 Science 320 1614

    [14]

    Krausz F, Ivanov M 2009 Rev. Mod. Phys. 81 163

    [15]

    Cingoz A, Yost D C, Allison T K, Ruehl A, Fermann M E, Hartl I, Ye J 2012 Nature 482 68

    [16]

    Fang L, Osipov T, Murphy B F, Rudenko A, Rolles D, Petrovic V S, Bostedt C, Bozek J D, Bucksbaum P H, Berrah N 2014 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 47 124006

    [17]

    Minitti M P, Budarz J M, Kirrander A, Robinson J S, Ratner D, Lane T J, Zhu D, Glownia J M, Kozina M, Lemke H T, Sikorski M, Feng Y, Nelson S, Saita K, Stankus B, Northey T, Hastings J B, Weber P M 2015 Phys. Rev. Lett. 114 255501

    [18]

    Treusch R, Feldhaus J 2010 New J. Phys. 12 035015

    [19]

    Seddon E A, Clarke J A, Dunning D J, Masciovecchio C, Milne C J, Parmigiani F, Rugg D, Spence J C H, Thompson J C H, Ueda K, Vinko S M, Wark J S, Wurth W 2017 Rep. Prog. Phys. 80 115901

    [20]

    Protopapas M, Keitel C H, Knight P L 1997 Rep. Prog. Phys. 60 389

    [21]

    Zhou Z Y, Yuan J M 2008 Phys. Rev. A 77 063411

    [22]

    Cui X, Li S Y, Guo F M, Tian Y Y, Chen J G, Zeng S L, Yang Y J 2015 Acta Phys. Sin. 64 043201 (in Chinese) [崔鑫, 李苏宇, 郭福明, 田原野, 陈基根, 曾思良, 杨玉军 2015 物理学报 64 043201]

    [23]

    Bachau H, Budriga O, Dondera M, Florescu V 2013 Centr. Euro. J. Phys. 11 1091

    [24]

    Ebadi H, Keitel C H, Hatsagortsyan K Z 2011 Phys. Rev. A 83 063418

    [25]

    Tian Y Y, Guo F M, Zeng S L, Yang Y J 2013 Acta Phys. Sin. 62 113201 (in Chinese) [田原野, 郭福明, 曾思良, 杨玉军 2013 物理学报 62 113201]

    [26]

    Pont M, Gavrila M 1990 Phys. Rev. Lett. 65 2362

    [27]

    Gavrila M 2002 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 35 R147

    [28]

    Wei S S, Li S Y, Guo F M, Yang Y J, Wang B 2013 Phys. Rev. A 87 063418

    [29]

    Hara T, Inubushi Y, Katayama T, Sato T, Tanaka H, Tanaka T, Togashi T, Togawa K, Tono K, Yabashi M, Ishikawa T 2013 Nat. Commun. 4 2919

    [30]

    Petralia A, Anania M P, Artioli M, Bacci A, Bellaveglia M, Carpanese M, Chiadroni E, Cianchi A, Ciocci F, Dattoli G, Giovenale D, Di Palma E, Di Pirro G P, Ferrario M, Giannessi L 2015 Phys. Rev. Lett. 115 014801

    [31]

    Wu Y K, Yan J, Hao H, Li J Y, Mikhailov S F, Popov V G, Vinokurov N A, Huang S, Wu J 2015 Phys. Rev. Lett. 115 184801

    [32]

    Couprie M E 2014 J. Elect. Spectro. Relat. Phenom. 196 3

    [33]

    Lutman A A, Coffee R, Ding Y, Huang Z, Krzywinski J, Maxwell T, Messerschmidt M, Nuhn H D 2013 Phys. Rev. Lett. 110 134801

    [34]

    Allaria E, Bencivenga F, Borghes R, Capotondi F, Castronovo D, Charalambous P, Danailov M B 2013 Nat. Commun. 4 2476

    [35]

    Schwartz E, Schwartz S 2015 Opt. Express 23 7471

    [36]

    Perrella C, Light P S, Anstie J D, Stace T M, Benabid F, Luiten A N 2013 Phys. Rev. A 87 013818

    [37]

    Ffushitani M, Hikosaka M, Matsuda A, Endo T, Shigemasa E, Nagasono M, Sato T, Togashi T, Yabashi M, Ishikawa T, Hishikawa A 2013 Phys. Rev. A 88 063422

    [38]

    Matsuoka L, Hasegawa S 2007 J. Opt. Soc. Am. B 24 2562

    [39]

    Liu M, Guo Y C, Wang B B 2015 Chin. Phys. B 24 073201

    [40]

    Antaris A L, Chen H, Cheng K, Sun Y, Hong G S, Qu C R, Diao S, Deng Z X, Hu X M, Zhang B, Zhang X D, Yaghi O K, Alamparambil Z R, Hong X C, Cheng Z, Dai H J 2016 Nat. Mater. 15 235

    [41]

    Yang Y J, Chen J G, Chi F P, Zhu Q R, Zhang H X, Sun J Z 2007 Chin. Phys. Lett. 24 1537

    [42]

    Song Y, Li S Y, Liu X S, Guo F M, Yang Y J 2013 Phys. Rev. A 88 053419

    [43]

    Zhou Z Y, Chu S I 2011 Phys. Rev. A 83 013405

    [44]

    Wang C C, Tian Y, Luo S, Roeterdink W G, Yang Y, Ding D, Okunishi M, Prmper P, Shimada K, Ueda K, Zhu R 2014 Phys. Rev. A 90 023405

    [45]

    Tian Y Y, Li S Y, Wei S S, Guo F M, Zeng S L, Chen J G, Yang Y J 2014 Chin. Phys. B 23 053202

    [46]

    Zhang D Y, Li Q Y, Guo F M, Yang Y J 2016 Acta Phys. Sin. 65 223202 (in Chinese) [张頔玉, 李庆仪, 郭福明, 杨玉军 2016 物理学报 65 223202]

  • [1] 郭晶, 郭福明, 陈基根, 杨玉军. 高频激光脉宽对原子光电子发射谱的影响. 物理学报, 2018, 67(7): 073202. doi: 10.7498/aps.67.20172440
    [2] 黎明, 杨兴繁, 许州, 束小建, 鲁向阳, 黄文会, 王汉斌, 窦玉焕, 沈旭明, 单李军, 邓德荣, 徐勇, 柏伟, 冯第超, 吴岱, 肖德鑫, 王建新, 罗星, 周奎, 劳成龙, 闫陇刚, 林司芬, 张鹏, 张浩, 和天慧, 潘清, 李相坤, 李鹏, 刘宇, 杨林德, 刘婕, 张德敏, 李凯, 陈亚男. 太赫兹自由电子激光的受激饱和实验. 物理学报, 2018, 67(8): 084102. doi: 10.7498/aps.67.20172413
    [3] 王 潜, 徐金强, 武 锦, 李永贵. 利用扫描近场红外显微镜对化学样品组分进行成像研究. 物理学报, 2003, 52(2): 298-301. doi: 10.7498/aps.52.298
    [4] 文双春. 新型Wiggler谐波自由电子激光. 物理学报, 1997, 46(2): 272-278. doi: 10.7498/aps.46.272
    [5] 赵东焕, 雷仕湛. 自由电子激光辐射场的经典理论分析. 物理学报, 1996, 45(2): 192-200. doi: 10.7498/aps.45.192
    [6] 刘盛纲, 孙雁. 渡越辐射自由电子激光中自发辐射与受激辐射的关系. 物理学报, 1988, 37(9): 1505-1509. doi: 10.7498/aps.37.1505
    [7] 顾小卫. 带光速调管的高增益高次谐波振荡器自由电子激光模拟. 物理学报, 2013, 62(9): 094102. doi: 10.7498/aps.62.094102
    [8] 杨中海, 彭良福, 刘盛纲. 改型wiggler高次谐波自由电子激光的非线性理论分析. 物理学报, 1995, 44(7): 1064-1072. doi: 10.7498/aps.44.1064
    [9] 赵东焕. 自由电子激光中电子与辐射波相互作用有效时间的分析. 物理学报, 1996, 45(4): 573-579. doi: 10.7498/aps.45.573
    [10] 张毅波. 切伦科夫自由电子激光中自发辐射与受激辐射的关系. 物理学报, 1987, 36(10): 1344-1348. doi: 10.7498/aps.36.1344
    [11] 祝家清. 自由电子激光的能量转换. 物理学报, 1996, 45(1): 52-57. doi: 10.7498/aps.45.52
    [12] 李治宽. 自由电子激光的准Dirac方程. 物理学报, 1997, 46(7): 1349-1353. doi: 10.7498/aps.46.1349
    [13] 葛愉成. 高次谐波辐射光子的能量-激光相位关系研究. 物理学报, 2008, 57(5): 2899-2905. doi: 10.7498/aps.57.2899
    [14] 李治宽. 自由电子激光器中的电子阻尼运动. 物理学报, 2000, 49(5): 893-897. doi: 10.7498/aps.49.893
    [15] 尹元昭. 自由电子激光放大器的理论分析. 物理学报, 1983, 32(11): 1407-1415. doi: 10.7498/aps.32.1407
    [16] 方洪烈, 傅淑芬, G. T. 穆尔. 自由电子激光器的稳定脉冲解. 物理学报, 1984, 33(7): 935-942. doi: 10.7498/aps.33.935
    [17] G. T. MOORE, M. O. SCULLY, 方洪烈. 注入信号对自由电子激光的影响. 物理学报, 1985, 34(1): 17-23. doi: 10.7498/aps.34.17
    [18] 张世昌. Raman自由电子激光实验的理论分析. 物理学报, 1988, 37(10): 1684-1689. doi: 10.7498/aps.37.1684
    [19] 王昌标. 自由电子迴旋谐振激光器. 物理学报, 1989, 38(7): 1215-1224. doi: 10.7498/aps.38.1215
    [20] 蒋华北, 张毅波. 一种新型短波长自由电子激光. 物理学报, 1992, 41(9): 1431-1435. doi: 10.7498/aps.41.1431
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  763
  • PDF下载量:  94
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-26
  • 修回日期:  2017-11-07
  • 刊出日期:  2018-02-05

双色高频激光作用下原子低阶次谐波的理论研究

  • 1. 吉林大学原子与分子物理研究所, 长春 130012;
  • 2. 吉林省应用原子与分子光谱重点实验室, 长春 130012;
  • 3. 台州学院物理与电子工程学院物理与材料工程系, 台州 318000
  • 通信作者: 杨玉军, yangyj@jlu.edu.cn
    基金项目: 

    国家重点研发计划(批准号:2017YFA0403300)、国家自然科学基金(批准号:11774129,11274141,11627807,11534004)和吉林省自然科学基金(批准号:20170101153JC)资助的课题.

摘要: 通过数值求解含时薛定谔方程,研究了高频双色激光脉冲与原子相互作用产生的光辐射.研究表明,光辐射谱中既有基频光的谐波,又可观测到谐波能量附近的多个频率的光辐射产生,且辐射的峰值强度随着入射激光强度的提高呈指数增强,相邻辐射频率差值为入射的两束激光脉冲频率差.

English Abstract

参考文献 (46)

目录

    /

    返回文章
    返回