【摘 要】
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该文报导了我们利用飞秒脉冲激光与惰性气体相互作用产生高次谐波的研究工作,包括飞秒脉冲激光特性对高次谐波的影响,利用双光束相干控制产生高次谐波的研究,以及气体介质特
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该文报导了我们利用飞秒脉冲激光与惰性气体相互作用产生高次谐波的研究工作,包括飞秒脉冲激光特性对高次谐波的影响,利用双光束相干控制产生高次谐波的研究,以及气体介质特性对高次谐波的影响.全文共发六个部分:1)引言:回顾了激光技术的发展历史,简单总结了强场物理中出现的各种现象,尤其对与高次谐波研究相关的内容进行了重点介绍.2)总结了惰性气体中高次谐波的产生机理和研究方向,即从单原子在强激光场中的响应和谐波在宏观介质中的传播行为角度介绍了目前研究中使用的主要理论模型和方法;从改善相位匹配和获得更高级次谐波角度介绍了当今理论和实验中取得的重大成果.3)实验系统;由于VUV/XUV辐射的特殊传播特性,我们建立无窗探测实验系统,采用脉冲喷流技术,利用与激光脉冲同步的喷口提供工作气体,气流脉冲被有效地限制在光束焦点范围以内,通过非线性光学过程产生高次谐波辐射.4)研究了基频激光特性对高次谐波辐射的影响.计算了实验条件下高次谐波的饱和光强和截止频率,拟合出平台区高次谐波强度与入射光强的2.3次方关系,观测并分析了激光啁啾、偏振变化对高次谐波的影响.研究了圆形光阑限制下的高斯光束对高次谐波转换效率的提高作用.5)研究利用了两束相对相位可控制的飞秒脉冲所产生的谐波辐射,对比观测了在双焦点空间重合程度不同的情况下,谐波强度随双光束相位差的变化情况.观测发现,在一个周期的精确范围内,当双焦点在空间不完全重合时,谐波强度沿两束光相消→相长和沿两束光相长→相消的变化方式不同,出现所谓的"环状"结构,并从相位匹配角度,定性分析了环状结构出现的原因.6)研究了通过喷阀产生的气体介质特性对高次谐波的影响.从波动方程出发,推算了介质的密度梯度和气体原子飞行速度对谐波辐射的影响,从理论上证明了脉冲喷流技术所引起的介质非均匀必对高次谐波仅有微小的作用.另外,还从相位匹配角度讨论了喷阀背景气压对高次谐波的影响.
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