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圆偏振激光脉冲与太赫兹场及静电场共同作用下H$_{2}^{+}$高阶谐波产生的比较
摘要： 通过求解二维含时薛定谔方程，我们研究了圆偏振激光脉冲（CPLP）作用下H+2分子离子的高次谐波产生（HHG）。对比了CPLP与太赫兹（THz）场及静磁场共同作用下的HHG现象。当CPLP与静磁场结合时，观察到双平台结构出现且谐波谱呈现显著调制。而采用CPLP与THz场组合时，可获得102电子伏至239电子伏范围内约137电子伏宽度的连续谱。我们运用半经典三步模型和时间频率分析研究了HHG过程，结果表明添加THz场时仅有一条轨迹对HHG有贡献。此外，通过展示电子波包概率密度的时间演化，揭示了电子在不同时间的复合过程。
关键词： 圆偏振激光脉冲、量子路径控制、高次谐波产生
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于固体中高次谐波产生的半导体布洛赫方程的结构规和激光规
摘要： 半导体布洛赫方程（SBEs）常用于模拟凝聚态物质中的强场激光-物质相互作用。在无反演或时间反演对称性的体系中，贝里联络与跃迁偶极相位（TDPs）必须纳入SBEs，这要求为布洛赫态构建平滑且周期性的结构规范。本文展示了一种适用于拓扑平庸体系的通用结构规范构建方法，并探究了长度规范与速度规范下的SBEs，分析两者在高次谐波产生（HHG）过程中的优劣。研究发现：当需要电流退相位或将电流分解为带间/带内贡献时，长度规范SBEs计算效率更高；而在无需退相位且仅需总电流的计算中，速度规范SBEs具有结构规范无关性且计算更高效。我们以一维ZnO模型和二维单层六方氮化硼（hBN）为数值案例验证结论：若hBN的SBEs忽略贝里联络或TDPs将导致非物理的HHG光谱。本文关于结构规范与激光规范的考量不仅适用于HHG过程，也适用于所有采用SBEs的强场物质模拟。
关键词： 激光测微仪、贝里联络、跃迁偶极相位、高次谐波产生、半导体布洛赫方程、结构规范
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用驱动脉冲光谱特性实现气体中高次谐波产生的效率控制
摘要： 气体中高次谐波产生（HHG）的低转换效率是许多应用难以逾越的限制，这些应用通常需要相当大的光子通量作为基本前提。我们研究了HHG转换效率对驱动激光强度的依赖性，并分析了采用钛宝石激光器在松散聚焦配置和长产生介质中实现最佳相位匹配的条件。此外，通过测定等离子体效应对驱动激光脉冲的影响，我们观察到HHG转换效率与基频脉冲蓝移之间存在关联。当驱动激光光谱尚未受到等离子体显著影响时，可获得最大的HHG转换效率。不同惰性气体的HHG中也观察到类似行为。就此而言，驱动激光中出现等离子体诱导的光谱偏移可能预示着HHG转换效率的实质性损失。因此，我们的发现可用于获取HHG过程中激光-等离子体相互作用的重要信息，并为更便捷地控制最佳HHG条件铺平道路。
关键词： 等离子体效应、高次谐波产生、转换效率、驱动激光强度、光谱蓝移、相位匹配
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用11电子伏特激光脉冲的高分辨率时间与角度分辨光电子能谱技术
摘要： 在高动量条件下进行时间与角度分辨光电子能谱（tr-ARPES）测量需要极紫外激光脉冲，这类脉冲通常通过高次谐波产生（HHG）技术获得。尽管近期取得进展，基于HHG的装置仍需大脉冲能量（数百微焦至毫焦量级），且其能量分辨率仅达数十毫电子伏特。本研究展示了一种新型11电子伏特tr-ARPES装置，该装置可产生5×101?光子/秒的通量，并实现前所未有的16毫电子伏特能量分辨率。在输入脉冲能量低至3微焦时，该装置仍能以高达250千赫兹的重复频率运行。我们通过在电荷密度波材料ErTe?两个相距甚远的动量空间区域同步捕捉能量与动量分辨的动力学过程，验证了这些独特性能。这一新型装置为研究固体非平衡态能带结构提供了契机，可在高重复频率下实现卓越的能量与时间分辨率。
关键词： 能量分辨率、时间与角度分辨光电子能谱、高次谐波产生、时间分辨角分辨光电子能谱、电荷密度波、高重复频率、高次谐波产生、ErTe3、11电子伏特激光脉冲
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过价键耦合局域电子波包模拟分子中的电子激发动力学；原子核结合在电子波包上的分子内电子激发
摘要： 一个简单的局域电子波包模型——具有非正交价键自旋耦合的浮动与呼吸高斯波包——被证明能准确模拟强激光脉冲作用下LiH分子产生的高次谐波光谱。与常规分子轨道理论中Li 2s和H 1s原子轨道在价层σ成键轨道强烈混合的描述不同，本计算表明：电子独立响应的叠加能复现该光谱，其中H 1s电子的贡献主导了高次谐波的特征平台区与截止区。
关键词： 高次谐波产生、电子动力学、价键理论、局域化波包
更新于2025-09-23 15:19:57
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在ELI-ALPS使用100 kHz激光系统重建存在干扰修饰场时的阿秒脉冲
摘要： 由高强度近红外激光脉冲通过高次谐波产生（HHG）生成的阿秒脉冲串（APT），已被证明对研究原子和分子体系的电子动力学具有重要价值。然而，高光子能量、高通量HHG所需的高强度通常将适用激光系统的重复频率限制在10 kHz以下。本研究利用极端光基础设施阿秒光源（ELI-ALPS）正在调试的100 kHz/160 W/40 fs激光系统（HR-1）产生的APT，通过双光子跃迁干涉重建阿秒拍频（RABBIT）技术进行重构。这些实验构成了首次在100 kHz重复频率下开展的阿秒脉冲时间分辨光电子能谱测量，也是ELI-ALPS在新安装技术调试项目框架下开展的首批实验之一。这些RABBIT测量采用与极紫外APT时序锁定的附加红外场，产生了非典型的ω拍频。我们证明在此条件下记录的2ω拍频相位与二阶微扰理论中标准RABBIT测量观察到的严格一致。这项工作为未来基于阿秒干涉测量（或RABBIT）的实验提供了简化方案，特别适用于使用高平均功率激光器的情况。
关键词： 光电子能谱、高次谐波产生、阿秒、RABBIT技术
更新于2025-09-23 15:19:57
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强激光场中宏观高次谐波产生的光谱分裂与相位匹配
摘要： 我们通过数值求解三维宏观传播方程，从理论上研究了氩气介质中的宏观高次谐波产生现象。结果表明，随着驱动激光强度的增加，谐波的光谱和空间分布逐渐出现分裂。这种分裂主要源于驱动光场在传播过程中发生的畸变，其结果也会影响相位匹配。为阐明谐波分裂的物理机制，我们对相位匹配进行了理论分析。来自不同聚焦位置的谐波光谱显示，这种分裂与聚焦点-气体射流相对位置有关。此外，我们证明由于氖气射流具有较高的电离能，其高次谐波几乎观察不到光谱分裂现象。
关键词： 相位匹配、高次谐波产生、强激光场、宏观传播、光谱分裂
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有共振超表面的非线性光学
摘要： 非线性光学是一个成熟的学科领域，其研究依赖于宏观介质并采用超过光波长的传播距离。近年来电磁超材料的发展使该领域拓展至新现象与新功能方向。特别是薄型人工结构材料（如超表面）中的非线性效应，既不依赖自然材料的相位匹配条件与对称性选择定则，又可通过超表面纳米结构内部场的强局域共振和集体共振实现显著增强。因此，非线性过程可能突破电子非线性导致的简谐波生成和光谱展宽范畴。本文简要综述了非线性光学超表面的基本概念与最新研究成果。
关键词： 频率转换、高次谐波产生、共振、超表面、非线性光学
更新于2025-09-23 15:19:57
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麦克斯韦方程组与气体动力学模型耦合系统的数值模拟
摘要： 已知当金属纳米结构中的等离子体被外部电磁波激发时，会产生线性和非线性光学现象。本研究采用包含量子压力项的麦克斯韦方程组与气体动力学耦合模型，通过间断伽辽金方法模拟不同金属纳米结构中自由电子流体的等离子体动力学行为。数值基准测试表明，所提出的数值方法能够同时模拟金属纳米结构的高阶谐波产生和非局域效应?；诳匮芯靠傻贸鼋崧郏浩宥ρе械牧孔友沽ο钍翘宓壤胱犹骞舱竦某梢?。此外，针对介质填充纳米腔体，进一步采用耦合有效极化模型研究束缚电子的光学行为。就本工作的数值设置而言，观察到束缚电子对高阶谐波产生的增强影响。
关键词： 量子压力，间断伽辽金法，麦克斯韦方程组，非局域效应，高次谐波产生，气体动力学模型
更新于2025-09-23 15:19:57
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松散聚焦高通量高次谐波光束线的多参数优化
摘要： 我们在产生高次谐波的过程中进行了多维参数扫描，主要目的是寻找能优化特定光谱区域（本例中为约40电子伏特附近）谐波产额的宏观条件。扫描参数包括激光脉冲能量、气体压力、相互作用腔相对于焦点的位置以及腔体长度，而固定参数则设定为模拟许多现有实验室采用的松散聚焦配置。我们采用三维非绝热模型进行模拟，并辅以对高效谐波产生中相位匹配机制的详细分析?；谡庑┙峁?，我们确定了一组能在指定光谱区域产生高产额的参数组合范围。本文提出的方法和结果可为高通量高次谐波产生光束线的设计与建设提供框架。
关键词： XUV通量、高次谐波产生、优化、多维参数扫描、数值模拟
更新于2025-09-23 01:17:42