静电场对高次谐波时频特性的影响

洪伟毅; 曹 伟; 兰鹏飞; 陆培祥

doi:10.7498/aps.56.6623

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静电场对高次谐波时频特性的影响

洪伟毅 , 曹伟 , 兰鹏飞 , 陆培祥

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静电场对高次谐波时频特性的影响

洪伟毅, 曹伟, 兰鹏飞, 陆培祥

物理学报, 2007, 56(11): 6623-6628.

doi: 10.7498/aps.56.6623

The effects of static electric field on the time-frequency characteristics of high-order harmonic generation

Hong Wei-Yi, Cao Wei, Lan Peng-Fei, Lu Pei-Xiang

Acta Phys. Sin., 2007, 56(11): 6623-6628.

doi: 10.7498/aps.56.6623

摘要
通过数值求解含时薛定谔方程，发现在静电场的作用下，对原子高次谐波谱截止区附近的谐波进行叠加可以得到脉冲间隔为一个光周期的阿秒脉冲链. 利用这种性质，用12fs波长为800nm的激光附加强度为激光强度0.25%的静电场脉冲驱动He原子可以得到脉宽为220as的单个脉冲. 当静电场与激光场幅度之比达到0.39时，原子谐波谱的截止区可以被拓宽到Ip+9.1Up，同时，次数高于Ip+0.7Up的谐波的相位几乎是锁定的，因此可以得到谱宽大于40eV且相位锁定的谐波. 对这部分谐波进行叠加就可以得到脉宽小于100as的阿秒脉冲链.

关键词:
高次谐波 /

静电场 /

时频特性
Abstract
The time-frequency properties of the high-order harmonic generation in the presence of a static electric field are investigated. It is found that an attosecond pulse train with one burst per optical cycle can be extracted by superposing the harmonics near the cutoff. This characteristic can be used to generate isolated attosecond pulse in multi-cycle regime. When the ratio of the laser field to the static field is 0.39, the harmonic spectrum is extended to Ip＋9.1Up, and the harmonics above Ip＋0.7Up are emitted almost in phase. The phase-locked harmonics covering a broad bandwidth are produced, and then a regular attosecond pulse train with the pulse duration less than 100 as is generated.

Keywords:
high-order harmonic generation /

static electric field /

time-frequency properties
作者及机构信息
洪伟毅,

曹伟,

兰鹏飞,

陆培祥

1.
华中科技大学，武汉光电国家实验室，武汉 430074

基金项目: 教育部博士点基金(批准号：20040487023)及国家自然科学基金(批准号：10574050)资助的课题.
Authors and contacts
Hong Wei-Yi,

Cao Wei,

Lan Peng-Fei,

Lu Pei-Xiang

1.
华中科技大学，武汉光电国家实验室，武汉 430074
参考文献

施引文献

[1]	魏博宁, 焦志宏, 周效信. 非对称波形激光驱动的氢原子高次谐波频移及控制. 物理学报, 2022, 71(7): 073201. doi: 10.7498/aps.71.20212146
[2]	姚惠东, 崔波, 马思琦, 余超, 陆瑞锋. 原子错位堆栈增强双层MoS₂高次谐波产率. 物理学报, 2021, 70(13): 134207. doi: 10.7498/aps.70.20210731
[3]	范鑫, 梁红静, 单立宇, 闫博, 高庆华, 马日, 丁大军. 基于高次谐波产生的极紫外偏振涡旋光. 物理学报, 2020, 69(4): 044203. doi: 10.7498/aps.69.20190834
[4]	李夏至, 邹德滨, 周泓宇, 张世杰, 赵娜, 余德尧, 卓红斌. 等离子体光栅靶的表面粗糙度对高次谐波产生的影响. 物理学报, 2017, 66(24): 244209. doi: 10.7498/aps.66.244209
[5]	罗香怡, 刘海凤, 贲帅, 刘学深. 非均匀激光场中氢分子离子高次谐波的增强. 物理学报, 2016, 65(12): 123201. doi: 10.7498/aps.65.123201
[6]	李贵花, 谢红强, 姚金平, 储蔚, 程亚, 柳晓军, 陈京, 谢新华. 中红外飞秒激光场中氮分子高次谐波的多轨道干涉特性研究. 物理学报, 2016, 65(22): 224208. doi: 10.7498/aps.65.224208
[7]	管仲, 李伟, 王国利, 周效信. 激光驱动晶体发射高次谐波的特性研究. 物理学报, 2016, 65(6): 063201. doi: 10.7498/aps.65.063201
[8]	余朝, 孙真荣, 郭东升. 高次谐波的Guo-Åberg-Crasemann理论及其截断定律. 物理学报, 2015, 64(12): 124207. doi: 10.7498/aps.64.124207
[9]	陈高, 杨玉军, 郭福明. 晶体环境下高次谐波谱的截止频率分析. 物理学报, 2013, 62(8): 083202. doi: 10.7498/aps.62.083202
[10]	孔艳岩, 张世昌. 加载静电压的同轴回旋管放大器的非线性模拟. 物理学报, 2011, 60(9): 095201. doi: 10.7498/aps.60.095201
[11]	崔磊, 王小娟, 王帆, 曾祥华. 脉冲激光偏振方向对氧分子高次谐波的影响——基于含时密度泛函理论的模拟. 物理学报, 2010, 59(1): 317-321. doi: 10.7498/aps.59.317
[12]	李会山, 李鹏程, 周效信. 强激光场中模型氢原子的势函数对产生高次谐波强度的影响. 物理学报, 2009, 58(11): 7633-7639. doi: 10.7498/aps.58.7633
[13]	李洪云, 王兵兵, 蒋红兵, 陈京, 李晓峰, 刘杰, 龚旗煌, 傅盘铭. 静电场对强激光场非序列双电子电离的影响. 物理学报, 2008, 57(1): 124-131. doi: 10.7498/aps.57.124
[14]	赵松峰, 周效信, 金成. 强激光场中模型氢原子和真实氢原子的高次谐波与电离特性研究. 物理学报, 2006, 55(8): 4078-4085. doi: 10.7498/aps.55.4078
[15]	顾斌, 崔磊, 曾祥华, 张丰收. 超强飞秒激光脉冲作用下氢分子的高次谐波行为——基于含时密度泛函理论的模拟. 物理学报, 2006, 55(6): 2972-2976. doi: 10.7498/aps.55.2972
[16]	崔磊, 顾斌, 滕玉永, 胡永金, 赵江, 曾祥华. 脉冲激光偏振方向对氮分子高次谐波的影响－－基于含时密度泛函理论的模拟. 物理学报, 2006, 55(9): 4691-4694. doi: 10.7498/aps.55.4691
[17]	谢旭东, 王清月, 王专, 张伟力, 柴路. 超宽光谱掺钛蓝宝石飞秒激光器时域频域特性的实验研究. 物理学报, 2005, 54(7): 3159-3163. doi: 10.7498/aps.54.3159
[18]	李鹏程, 周效信, 董晨钟, 赵松峰. 强激光场中长程势与短程势原子产生高次谐波与电离特性研究. 物理学报, 2004, 53(3): 750-755. doi: 10.7498/aps.53.750
[19]	曹冬梅, 李永放, 毕冬艳, 王利强, 成延春. 静电场作用下双势阱分子隧道效应的猝灭及能级裂距的非线性特性研究. 物理学报, 2004, 53(8): 2444-2449. doi: 10.7498/aps.53.2444
[20]	王大威, 刘婷婷, 杨宏, 蒋红兵, 龚旗煌. 介质的非均匀性对高次谐波影响的研究. 物理学报, 2002, 51(9): 2034-2037. doi: 10.7498/aps.51.2034

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物理学报. 2007, 56(11): 6623-6628.

doi: 10.7498/aps.56.6623.

静电场对高次谐波时频特性的影响

1. 华中科技大学，武汉光电国家实验室，武汉 430074

基金项目: 教育部博士点基金(批准号：20040487023)及国家自然科学基金(批准号：10574050)资助的课题.

收稿日期: 2007-03-05
修回日期: 2007-04-17
刊出日期: 2007-11-20

摘要: 通过数值求解含时薛定谔方程，发现在静电场的作用下，对原子高次谐波谱截止区附近的谐波进行叠加可以得到脉冲间隔为一个光周期的阿秒脉冲链. 利用这种性质，用12fs波长为800nm的激光附加强度为激光强度0.25%的静电场脉冲驱动He原子可以得到脉宽为220as的单个脉冲. 当静电场与激光场幅度之比达到0.39时，原子谐波谱的截止区可以被拓宽到Ip+9.1Up，同时，次数高于Ip+0.7Up的谐波的相位几乎是锁定的，因此可以得到谱宽大于40eV且相位锁定的谐波. 对这部分谐波进行叠加就可以得到脉宽小于100as的阿秒脉冲链.

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