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本论文深入研究了一维模型原子的强场高次谐波发射和动力学稳定性问题,其内容主要由以下三部分组成。
第一部分,客观分析了原子本征态展开方法求解含时Schr(o)dinger方程低效的原由,进而对该方法采取了恰当的改进,从而使得它不但具有原来的特点—物理上的透明性,而且计算效率也得到了大幅度的提高。此外,为了验证改进的方法并从多角度研究强场物理现象,我们又利用Crank-Nicholson数值积分方法实现了对含时Schr(o)inger方程的求解。
第二部分,首先分别运用上述两种方法独立地计算了在高频强场下一个模型原子的电离。由两种方法计算结果的高度一致性,在本文所做近似下实证了原子的动力学稳定(DS)的物理实在性(迄今,这一争论并没有停息)。然后提出并证明,直接用波包动力学的观点来解释DS,将更有助于澄清这一现象背后的物理机制。
第三部分,利用Crank-Nicholson方法系统地研究了联合原子模型在强激光场中的谐波发射谱,从而确认了利用该模型可以大幅度地展宽单原子的谐波发射谱平台。并在此基础上,详细分析了影响谐波谱平台展宽以及展宽部分转化效率的因素。然后,在给定联合原子核间距的条件下,考虑电子同离子的弹性散射效应,利用‘三步’模型,对谐波谱的各个截止位置给出了合理解释,并通过时间分辨的高次谐波发射谱得到了验证。