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高频激光脉冲作用下原子的光子和光电子发射

崔鑫 李苏宇 郭福明 田原野 陈基根 曾思良 杨玉军

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高频激光脉冲作用下原子的光子和光电子发射

崔鑫, 李苏宇, 郭福明, 田原野, 陈基根, 曾思良, 杨玉军

Photon and photoelectron emission of the atom under the action of high-frequency laser pulse

Cui Xin, Li Su-Yu, Guo Fu-Ming, Tian Yuan-Ye, Chen Ji-Gen, Zeng Si-Liang, Yang Yu-Jun
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  • 通过数值求解含时薛定谔方程, 研究了原子在高频激光作用下的电离概率、光电子谱和谐波发射谱. 研究发现, 随着入射激光强度的增加, 原子的电离概率逐渐增加, 达到最大后下降, 其光电子发射谱和高次谐波发射谱均由单峰结构变成多峰. 而通过对谐波发射谱的时间-频率分析发现, 在电离抑制区域, 脉冲的峰值附近谐波受到抑制, 谐波发射主要发生在上升沿和下降沿, 二者的干涉效应产生了谐波的多峰值结构. 利用光电子发射谱和谐波发射谱随入射激光强度的改变规律, 可以实现对引起原子电离抑制的激光强度进行诊断.
    By numerically solving the time-dependent Schrdinger equation, we investigate the ionization probability, photoelectron spectrum, and harmonic emission spectrum of the atom under the action of high-frequency laser pulses. It is found that with the increase of incident laser pulse intensity, the ionization probability of the atom first increases to a maximum value gradually and then decreases, and in this process, both the photoelectron spectrum and high-order harmonic generation spectrum change from a single-peak structure to a multi-peak one. Through the time-frequency analysis of the harmonic emission spectrum, we also find that the harmonic emission is suppressed around the pulse peak, and it occurs at the rising edge and the falling edge, which interfere with each other, thus forming the multi-peak structure. Utilizing the laws of the changes of photoelectron and harmonic spectra with incident laser pulse intensity, we can diagnose the laser intensity at which the atomic ionization suppression occurs.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2013CB922200)、国家自然科学基金(批准号: 11274141, 11034003, 11304116, 11274001, 11247024)和吉林省基础研究计划基金(批准号: 20140101168JC)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant No. 2013CB922200), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11274141, 11034003, 11304116, 11274001, 11247024), and the Jilin Provincial Research Foundation for Basic Research, China (Grant No. 20140101168JC).
    [1]

    Popmintchev T, Chen M C, Popmintchev D, Arpin P, Brown S, Ališauskas S, Andriukaitis G, Balčiunas T, Mcke O D, Pugzlys A, Baltuška A, Shim B, Schrauch S E, Gaeta A, Hernández-García C, Plajs L, Becker A, Jaron-Backer A, Murnane M M, Kapteyn H C 2012 Science 336 1287

    [2]

    Spielmann C, Burnett N H, Sartania S, Koppitsch R, Schnrer M, Kan C, Lenzner M, Wobrauschek P, Krausz F 1997 Science 278 661

    [3]

    Paul P M, Toma E S, Breger P, Mullot G, Augé F, Balcou P, Muller H G, Agostini P 2001 Science 292 1689

    [4]

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

    [5]

    Goulielmakis E, Schultze M, Hofstetter M, Yakovlev V S, Gagnon J, Uiberacker M, Aquila A L, Gullikson E M, Attwood D T, Kienberger R, Krausz F, Kleineberg U 2008 Science 320 1614

    [6]

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

    [7]

    Du H C, Wen Y Z, Wang X S, Hu B T 2014 Chin. Phys. B 23 033202

    [8]

    Macklin J J, Kmetec J D, Gordon C L 1993 Phys. Rev. Lett. 70 766

    [9]

    Agostini P, Fabre F, Mainfray G, Petite G, Rahman N K 1979 Phys. Rev. Lett. 42 1127

    [10]

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

    [11]

    Kulander K C, Schafer K J, Krause J L 1991 Phys. Rev. Lett. 66 2601

    [12]

    Dörr M, Potvliege R M, Proulx D, Shakeshaft R 1991 Phys. Rev. A 43 3729

    [13]

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

    [14]

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

    [15]

    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]

    [16]

    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

    [17]

    Dionissopoulou S, Mercouris T, Lyras A, Nicolaides C A 1997 Phys. Rev. A 55 4397

    [18]

    Yang Y J, Chen G, Chen J G, Zhu Q R 2004 Chin. Phys. Lett. 21 652

    [19]

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

    [20]

    Chen J G, Zeng S L, Yang Y J 2010 Phys. Rev. A 82 043401

    [21]

    Chen J G, Yang Y J, Zeng S L, Liang H Q 2011 Phys. Rev. A 83 023401

    [22]

    Eberly J H, Kulander K C 1993 Science 262 1229

    [23]

    Gavrila M 2002 J. Phys. B 35 R147

    [24]

    Su Q, Eberly J H 1991 Phys. Rev. A 43 2474

    [25]

    Protopapas M, Lappas D G, Knight P L 1997 Phys. Rev. Lett. 79 4550

    [26]

    Dondera M, Muller H G, Gavrila M 2002 Phys. Rev. A 65 031405

    [27]

    Ebadi H 2012 J. Opt. Soc. Am. B 29 2503

    [28]

    de Boer M P, Hoogenraad J H, Vrijen R B, Noordam L D, Muller H G 1993 Phys. Rev. Lett. 71 3263

    [29]

    Piraux B, Potvliege R M 1998 Phys. Rev. A 57 5009

    [30]

    Sørngård S A, Askeland S, Nepstad R, Førre M 2011 Phys. Rev. A 83 033414

    [31]

    Birkeland T, Nepstad R, Førre M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 163002

    [32]

    Popov A M, Tikhonova O V, Volkova E A 2003 J. Phys. B 36 R125

    [33]

    Telnov D A, Chu S I 2009 Phys. Rev. A 79 043421

    [34]

    Telnov D A, Chu S I 1995 J. Phys. B 28 2407

    [35]

    Demekhin P V, Cederbaum L S 2012 Phys. Rev. Lett. 108 253001

    [36]

    Yu C, Fu N, Zhang G Z, Yao J Q 2013 Phys. Rev. A 87 043405

  • [1]

    Popmintchev T, Chen M C, Popmintchev D, Arpin P, Brown S, Ališauskas S, Andriukaitis G, Balčiunas T, Mcke O D, Pugzlys A, Baltuška A, Shim B, Schrauch S E, Gaeta A, Hernández-García C, Plajs L, Becker A, Jaron-Backer A, Murnane M M, Kapteyn H C 2012 Science 336 1287

    [2]

    Spielmann C, Burnett N H, Sartania S, Koppitsch R, Schnrer M, Kan C, Lenzner M, Wobrauschek P, Krausz F 1997 Science 278 661

    [3]

    Paul P M, Toma E S, Breger P, Mullot G, Augé F, Balcou P, Muller H G, Agostini P 2001 Science 292 1689

    [4]

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

    [5]

    Goulielmakis E, Schultze M, Hofstetter M, Yakovlev V S, Gagnon J, Uiberacker M, Aquila A L, Gullikson E M, Attwood D T, Kienberger R, Krausz F, Kleineberg U 2008 Science 320 1614

    [6]

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

    [7]

    Du H C, Wen Y Z, Wang X S, Hu B T 2014 Chin. Phys. B 23 033202

    [8]

    Macklin J J, Kmetec J D, Gordon C L 1993 Phys. Rev. Lett. 70 766

    [9]

    Agostini P, Fabre F, Mainfray G, Petite G, Rahman N K 1979 Phys. Rev. Lett. 42 1127

    [10]

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

    [11]

    Kulander K C, Schafer K J, Krause J L 1991 Phys. Rev. Lett. 66 2601

    [12]

    Dörr M, Potvliege R M, Proulx D, Shakeshaft R 1991 Phys. Rev. A 43 3729

    [13]

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

    [14]

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

    [15]

    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]

    [16]

    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

    [17]

    Dionissopoulou S, Mercouris T, Lyras A, Nicolaides C A 1997 Phys. Rev. A 55 4397

    [18]

    Yang Y J, Chen G, Chen J G, Zhu Q R 2004 Chin. Phys. Lett. 21 652

    [19]

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

    [20]

    Chen J G, Zeng S L, Yang Y J 2010 Phys. Rev. A 82 043401

    [21]

    Chen J G, Yang Y J, Zeng S L, Liang H Q 2011 Phys. Rev. A 83 023401

    [22]

    Eberly J H, Kulander K C 1993 Science 262 1229

    [23]

    Gavrila M 2002 J. Phys. B 35 R147

    [24]

    Su Q, Eberly J H 1991 Phys. Rev. A 43 2474

    [25]

    Protopapas M, Lappas D G, Knight P L 1997 Phys. Rev. Lett. 79 4550

    [26]

    Dondera M, Muller H G, Gavrila M 2002 Phys. Rev. A 65 031405

    [27]

    Ebadi H 2012 J. Opt. Soc. Am. B 29 2503

    [28]

    de Boer M P, Hoogenraad J H, Vrijen R B, Noordam L D, Muller H G 1993 Phys. Rev. Lett. 71 3263

    [29]

    Piraux B, Potvliege R M 1998 Phys. Rev. A 57 5009

    [30]

    Sørngård S A, Askeland S, Nepstad R, Førre M 2011 Phys. Rev. A 83 033414

    [31]

    Birkeland T, Nepstad R, Førre M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 163002

    [32]

    Popov A M, Tikhonova O V, Volkova E A 2003 J. Phys. B 36 R125

    [33]

    Telnov D A, Chu S I 2009 Phys. Rev. A 79 043421

    [34]

    Telnov D A, Chu S I 1995 J. Phys. B 28 2407

    [35]

    Demekhin P V, Cederbaum L S 2012 Phys. Rev. Lett. 108 253001

    [36]

    Yu C, Fu N, Zhang G Z, Yao J Q 2013 Phys. Rev. A 87 043405

  • [1] 魏志远, 胡勇, 曾令勇, 李泽宇, 乔振华, 罗惠霞, 何俊峰. 1T-NbSeTe电子结构的角分辨光电子能谱. 物理学报, 2022, 71(12): 127901. doi: 10.7498/aps.71.20220458
    [2] 王艺琳, 兰自轩, 杜汇伟, 赵磊, 马忠权. 重掺杂多晶硅薄膜中磷氧化物的探究. 物理学报, 2022, 71(18): 188201. doi: 10.7498/aps.71.20220706
    [3] 唐贵德, 李壮志, 马丽, 吴光恒, 胡凤霞. 典型磁性材料价电子结构研究面临的机遇与挑战. 物理学报, 2020, 69(2): 027501. doi: 10.7498/aps.69.20191655
    [4] 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
    [5] 田原野, 郭福明, 曾思良, 杨玉军. 原子激发态在高频强激光作用下的光电离研究. 物理学报, 2013, 62(11): 113201. doi: 10.7498/aps.62.113201
    [6] 吴海飞, 张寒洁, 廖清, 陆赟豪, 斯剑霄, 李海洋, 鲍世宁, 吴惠祯, 何丕模. Mn/PbTe(111)界面行为的光电子能谱研究. 物理学报, 2009, 58(2): 1310-1315. doi: 10.7498/aps.58.1310
    [7] 窦卫东, 宋 飞, 黄 寒, 鲍世宁, 陈 桥. Ag(110)表面吸附酞菁铜分子的紫外光电子谱研究. 物理学报, 2008, 57(1): 628-633. doi: 10.7498/aps.57.628
    [8] 王国栋, 张 旺, 张文华, 李宗木, 徐法强. Fe/ZnO(0001)界面的同步辐射光电子能谱研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3468-3472. doi: 10.7498/aps.56.3468
    [9] 王晓雄, 李宏年. Sm富勒烯的芯态光电子能谱. 物理学报, 2006, 55(8): 4259-4264. doi: 10.7498/aps.55.4259
    [10] 王晓雄, 李宏年, 钱海杰, 苏 润, 钟 俊, 洪才浩, 王嘉欧. Sm富勒烯的价带光电子能谱. 物理学报, 2006, 55(8): 4265-4270. doi: 10.7498/aps.55.4265
    [11] 袁勇波, 刘玉真, 邓开明, 杨金龙. SiN团簇光电子能谱的指认. 物理学报, 2006, 55(9): 4496-4500. doi: 10.7498/aps.55.4496
    [12] 何少龙, 李宏年, 王晓雄, 李海洋, I. Kurash, 钱海杰, 苏 润, M. I. Abbas, 钟 俊, 洪才浩. Yb2.75C60同步辐射光电子能谱. 物理学报, 2005, 54(3): 1400-1405. doi: 10.7498/aps.54.1400
    [13] 冯玉清, 赵 昆, 朱 涛, 詹文山. 磁性隧道结热稳定性的x射线光电子能谱研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5372-5376. doi: 10.7498/aps.54.5372
    [14] 葛愉成. 用光电子能谱相位确定法同时测量阿秒超紫外线XUV脉冲的频率和强度时间分布. 物理学报, 2005, 54(6): 2653-2661. doi: 10.7498/aps.54.2653
    [15] 葛愉成, 李元景, 康克军. 利用超短脉冲激光和光电子能量微分谱直接测量窄带飞秒超紫外线XUV脉冲的时间结构. 物理学报, 2005, 54(6): 2669-2675. doi: 10.7498/aps.54.2669
    [16] 苑进社, 陈光德, 齐鸣, 李爱珍, 徐卓. 分子束外延GaN薄膜的X射线光电子能谱和俄歇电子能谱研究. 物理学报, 2001, 50(12): 2429-2433. doi: 10.7498/aps.50.2429
    [17] 陈艳, 董国胜, 张明, 金晓峰, 陆尔东, 潘海斌, 徐彭寿, 张新夷, 范朝阳. Mn/GaAs(100)界面电子结构的同步辐射光电子能谱研究. 物理学报, 1995, 44(1): 145-151. doi: 10.7498/aps.44.145
    [18] 钟战天, 王大文, 廖显伯, 范越, 李承芳, 牟善明. Au/a-Si:H界面X射线光电子能谱和俄歇电子能谱研究. 物理学报, 1991, 40(2): 275-280. doi: 10.7498/aps.40.275
    [19] 姚关华, 徐至展. 光电子谱的峰开关效应. 物理学报, 1989, 38(5): 864-868. doi: 10.7498/aps.38.864
    [20] 赵力耕, 徐至展. 激光诱导自电离及其光电子能谱. 物理学报, 1987, 36(4): 467-472. doi: 10.7498/aps.36.467
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-08-27
  • 修回日期:  2014-09-24
  • 刊出日期:  2015-02-05

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