强激光与多电子原子的相互作用研究

进一步完善和发展求解定态Schr?dinger方程的辛-打靶法，构造求解强激光与He原子相互作用的含时Schr?dinger方程的高效的辛或多辛算法；应用组合激光脉冲或相干叠加态为初始条件，研究既能提高高次谐波转化效率，又能展宽高次谐波平台宽度的物理机制，并与实验结果比较；通过精确的三维计算，研究产生特定级次谐波跃迁几率，定量地分析高次谐波转化效率提高的具体数量级；研究在超短激光脉冲作用下，He原子的高次谐波谱在截止区附近的远紫外超连续谱，获得强度更高的单个阿秒脉冲；应用量子从头算方法或经典理论方法研究强激光场中Li原子的多光子电离、非次序和次序双电离和三电离的物理机制；探索应用真实原子势计算强场中的Li电离。

本项目研究了强激光与多电子原子的相互作用以及玻色－费米混合气体的宏观量子自俘获及自发对称破缺。通过求解强激光与原子或离子团簇模型相互作用的含时Schrödinger方程，研究了离子团簇模型中不同粒子数目、辅频激光场的频率、激光强度等条件下高次谐波发射，叠加连续谱区域获得孤立的45as脉冲；研究了双色偏振激光叠加静电场作用下，高次谐波的增强和孤立阿秒脉冲的产生，并应用ADK 理论计算了电离速率随不同静电场强度的关系；提出了增强高次谐波强度和产生孤立阿秒脉冲的三色场方案、双色激光和远紫外（XUV）脉冲组合场方案、不同啁啾-静电场组合以及啁啾双色场组合方案等等，并利用经典三步模型和时频小波分析方法研究其物理机制。应用耦合干涉态理论（CCS）和辛算法计算研究了强场He原子的电离动力学，计算所得到的He原子的低能态结构与实验结果一致，还计算了He的角分布和ATI谱线等等。应用一般伪谱方法和密度泛函理论研究了强场下原子与分子的高次谐波发射和多光子电离。应用经典系综方法和辛算法研究了三维模型原子Kr或Xe在椭圆偏振强激光场作用下相对相位对强场双电离的影响，分析了随着相位的增加导致非次序双电离概率减小的物理机制，并研究了由重散射作用所导致的电子动量的关联过程，阐述了电子动量分布的形成机制。研究了玻色－费米混合气体在二维双势阱和一维三势阱中的宏观量子自俘获及自发对称破缺，以及立方五次方非线性Schrödinger方程的单孤子解和呼吸子解。