弱相对论强场原子物理的CWDVR谱方法应用研究

This project aims to develop an advanced numerical method for solving the three-dimensional time-dependent Pauli equation, by adopting a combined theoretical method of the coulomb wave function discrete variable representation (CWDVR) and the Gauss-Legendre-Fourier grid. Thereafter, we also want to quantitatively investigate the relativistic correction effects of the interaction between the laser field and the highly charged ion, and to explore a new mechanism of super-high-order harmonic generation. Through the extensive numerical simulation, we can derive the relation between the characteristic ionized signal and the laser parameters, then to constitute a new proposal to indirectly calibrate the power density of the intense laser field. Our work will not only enhance the understanding of the strong field atomic physics, but also will provide an important theoretical basis for accurately calibrating the power density of the strong laser.

本项目拟将库仑波函数分立变量表象（CWDVR）方法和Gauss-Legendre-Fourier网格有机地结合起来，发展先进的求解三维含时Pauli方程的数值方法。在此基础上，定量阐明激光场与高离化态离子相互作用中的相对论修正效应，探索超高次谐波发射的新机制。通过大规模数值模拟研究，总结归纳高离化态离子在超强激光场中的特征电离信号与激光参数间的依赖关系，探索间接准确标定超强激光场功率密度的新方案。相关的研究工作，一方面可以增进人们对强场原子物理的认识，一方面可以为解决强激光功率密度的准确标定这一长期困扰人们的难题提供重要的理论支持。

“数值模拟实验”方法是强场原子物理研究中非常重要的手段之一。如何对人们所关注的物理现象进行更准确，更高效地数值模拟，是当前强场原子物理和计算物理研究的重要内容之一。我们将库仑波函数分立变量表象（CWDVR）方法和Gauss-Legendre-Fourier网格有机地结合起来，发展先进的求解三维含时Pauli方程的数值方法。在此基础上，定量给出激光场与高离化态离子相互作用中的相对论修正效应，研究超高次谐波发射的新机制等强场物理问题。通过大规模数值模拟研究，总结归纳高离化态离子在超强激光场中的特征电离信号与激光参数间的依赖关系，探索间接准确标定超强激光场功率密度的新方案。相关的研究工作，一方面可以增进人们对强场原子物理的认识，一方面可以为解决强激光功率密度的准确标定这一长期困扰人们的难题提供重要的理论支持。此外，我们还研究了超强磁场磁化的等离子体环境中的原子能级结构和辐射动力学过程。