固体材料在强激光作用时的高倍频现象的研究

发布时间：2024-02-23 13:46

　　由于固体具有较高的电子密度,因此固体将是获得稳定、高效的高次谐波的有效途径。最近国际上利用ZnO晶体与中红外波段激光相互作用观测到了非微扰的高次谐波现象,这对固体高次谐波的研究打开了一扇大门。虽然国际上对固体中的高次谐波已经展开了很多的实验和理论研究,但对固体中高次谐波的产生机理却了解的很少。一个重要的原因是因为固体体系比较复杂,很难从理论上精确求解出固体的高次谐波谱。本文通过数值方法精确求解了克龙尼克-潘纳模型在强激光作用时的高次谐波谱,从理论上研究了高次谐波的产生机制及激光参数对高次谐波的影响规律。具体研究内容如下:(1)在理论上分析了高次谐波谱中,奇次谐波项的产生机制。当固体材料在单色强光辐照时,产生的高次谐波中只有奇次谐波项。我们通过模拟高次谐波的产生过程,发现能带的对称性对于产生奇次谐波起着至关重要的作用,而非对称的能带结构能够产生含有偶次谐波成分的高次谐波谱。我们分别研究了带内和带间高次谐波的产生过程,发现对称的能带中波矢正方向和负方向的带内电子运动速度之和满足奇谐函数,电子分布概率之和满足偶谐函数。带间极化量的模值两部分之和满足偶谐函数,相位之间也存在相对应的关系。(2)...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1“三步模型”示意图

2图1-1“三步模型”示意图[7]。①电子发生电离脱离束缚态；②电子在场强作用下加速；③电子返回到母核高次谐波的实验不断的取得突破的同时，1993年，Corkum,Kulander和Scha人[29-30]用理论分析给出了合理的解释，他们提出了激光场中电离的电子运动高....

图1-2实验上测量的高次谐波谱和场强相关的截止频率图

电子科技大学学位硕士论文中心波长为3.9的激光作用到ZnSe半导体观察到了高达7阶的谐波。2009年DiChiara等人[40]通过中红外激光、波长为3.66在以液态水为媒质的实验中观到13阶谐波。而在这些稠密的媒质中实验获得高次谐波是不容易的，因为在....

图1-3高次谐波生成装置图

产生的带间电流。这个模型能够解释高次谐波的截止能量大小，但是不能谐波的截止频率与激光场强度的线性关系。在2013年，A.F.Kemper等人[42]重现了固体中高次谐波产生实验的许多，包括在反演对称材料中仅形成奇次谐波，以及随场增加的高次谐波的非。他们发现谐波谱对弹性和....

图1-4双重作用的表面加工实验原理图

如图1-4所示[66]，为表面加工实验原理图。而远紫外线通过高次谐波的发射获得。图1-4双重作用的表面加工实验原理图[66]实验中高次谐波的产生是通过将由飞秒激光脉冲的基谐波和基于基谐波的二倍频谐波组成的双色场作用到惰性气体（氦气）上而得到的[67]。其中飞秒激光的波长为....

本文编号：3907585