超快奇异光传输及其次生辐射的理论研究

Based on the combinationof the ultrafast nonlinear propagaiton of ultrashort pulses with the conventional singular optics, a new reserach direction, so called ultrafast singular optical physics, is proposed. In this project, the general model including three dimentional spatial and one dimentional temporal propagation model will be established. The investigation is focused on the new characteristics of temporal-spatial evolution of ultrashort sigular laser pulses and their accompanied secondary radiations. A series of new or unexpected phenomena are expected to be found, and the underlying mechanisms would be disclosed.

本研究将超短光脉冲的非线性传输与传统的奇异光学结合，提出了超快奇异光物理研究。通过建立少周期超快奇异光束3维加1维时空传输模型，重点研究超快奇异光束的传输演变及次生辐射场的新特性。有望发现和揭示系列新现象，新机制。

少周期超快涡旋光与“极端非线性光学”结合，开展“超快奇异光束的传输及次生辐射场新特性”的研究，隶属强场激光物理前沿领域中的热点。课题组通过精确建模和数值仿真手段，已在“赝二次谐波结构”表征新方案、基于双色飞秒空气光丝的太赫兹辐射的偏振调控、超快涡旋光物理以及超快PetaHertz光电开关等方面，取得了不错的结果，共发表20余篇SCI和EI论文。这些结果极大地丰富和深化了人们超快光传输与伴生辐射的的认识，并为下一步实验的开展提供强有力的理论指导和支持。部分研究工作已经得到了国内外同行的高度重视，比如我们对“量子级联激光其中固有偶极矩对周期量级脉冲种子光的动力学演化的影响的工作”[Optics Communications 392，196（2017）]被英国利兹大学研究者作为其实验研究紧密相关两篇数值仿真论文之一引用[Nature Communications 9, 3076 (2018)]； 我们在双色超快强场诱发空气等离子体产生太赫兹辐射方面，提出的“改变各成份间的时间延迟或者强度比，可实现线偏到圆偏连续可调“的理论方案[Optics Express 25，30987(2017)]被类似实验工作证实[Nature Photonics 12, 554(2018)]；我们双色超快vortex场诱发空气等离子体产生“THz项链光辐射”[Physical Review A 98, 013857(2018)]和把超短周期量级单场激发产生“各项异性涡旋中红外辐射” [Journal of Optics 21, 095501 (2019)]的工作，一经发表就迅速引起了国外同行的兴趣，被立陶宛、瑞典和法国的合作实验组证实[Optics Letters 44(15) 3889(2019)]，并认为我们的工作是唯一的理论考察。