组合场中原子产生的阿秒脉冲和光电子动量谱性质研究

对原子在外场中性质的研究不仅能够了解原子的奇特性质以及利用这些性质来探测原子内部结构发生变化的动力学过程有重要的科学意义，而且在诸多学科领域有重要的应用前景，因此原子在外场中性质的研究引起国内外学者的重视。本项目将利用数值求解含时薛定谔方程的方法结合改进的强场近似方法（考虑库仑场效应），通过由红外激光场、高频亚飞秒脉冲场、宽频自由电子激光场和半圈场形成的组合场来控制原子中电子的路径，达到对电子路径进行有效选择，着重研究原子在组合场中产生的高次谐波谱和光电子电离动量谱的结构和动力学行为，通过分析高次谐波获得更短的阿秒脉冲和电子复合截面，通过分析光电子电离动量谱特征得到电子与原子（或离子）弹性散射截面，为提供原子数据提供一种新的方法。

研究了原子在不同组合场驱动下发射高次谐波的性质，并以产生最短的阿秒脉冲为目标，对这些组合场参数进行优化，如对激光场的形状、强度、频率、延迟时间以及组合场电场分量上升沿（或下降沿）随时间的变化，以达到对电子路径的选择和控制，这种选择和控制不仅能够产生超短的单个阿秒脉冲，能使脉冲宽度最短可达18阿秒，而且可以通过选择平台区域的低端高次谐波使单个阿秒脉冲的强度可得到大幅度提高；在研究原子的光电离动量谱方面，证明了只要窗函数的参数取值在一定的范围内，用窗函数方法与传统的投影方法能给出完全相同的结果，这样使计算量得到大大降低。此外在本项目研究中，还将我们先前提出的研究碱金属原子里德堡态在静电场性质的方法推广应用到随时间变化的两色场和射频场中，得到的能级移动、反交叉的宽度以及Rabi振荡频率等物理量与实验结果符合得很好。