改变电子运动轨道研究高次谐波产生.pdfVIP

增 刊 原于与分子物理学报 Supplement 1998年7月 CHINESEJOURNAl。OFATOMICANDMOLECULARPHYSICSJul．1998 改变电子的运动轨道研究高次谐波的产生 王兵兵 李晓峰傅盘铭 中圈科学院物理所312组 北京 100080 摘 要 通过对强激光场中电离电子的运动轨道的研究，计算并解释加入静电场后圆偏振的 激光场仍然可以产生高次谐波。 高次谐波已成为强激光场物理中一个重要的研究对象。对其产生机制．目ijl『得到普 遍承认的是Corkum的两步模型…：原子中的电子在激光场的作用下首先隧道电离，然后 在场中作振荡运动，当它返回母离子附近时，会有一定的几率与母离子复合，同时放出光 子。从偕波的产生机制我们看出，电于在场中的运动轨道对谐波的产生具有极为重要的 作用．因此改变电子的轨道就会控制谐波的产生。 在椭圆偏振的激光场中。电离电子不能完全返回母离子，所以随着激光场偏振度的增 加，谐波的强度越来越小【2一．圆偏振光时完全没有谐波的产生。本文通过在激光场的X 方向加入一定的静电场，改变了电子的运动轨道，从而使圆偏振光也产生了商次谐波。 2 电子的经典运动轨道 E为激光场的幅度，口为静电场与激光场幅度之比，总电场可表示为： E(f)=E(COSt十口．csint) (1) 其矢势为： A(t)=E[一(sint+摩)．ecost，0)】 (2) 有质动力能u。大于或等于电离阈值f。。对应上面的电场矢量的偶极矩为： 289 7)]E(f 。(f)：i『fd￡7fd3pd；[p～A(￡)]exp[一iS(p，￡，f7)d，[p～A(t’)] +Cf (3) 其中 s㈤州，)-胁”(k学世¨) (4) 方程(3)中对动量的积分可以由鞍点方法取得．动量鞍点的X、Y成分为： 声。=一i?南[(一掣+isin(r／2))sin(r—r／2) 其中r=t—t7为电子在连续态中运动的时间。 因为经典的正则动量在任意时刻均为常数，我们设初始时刻为t。，并且初始时刻速 度为0，有等式： P。，=(to)+A(to)=A(to) (6) 由方程(5)的鞍点动量，我们得到超越方程： 萨，4 r2+2—2COST～2rsinr=o} (7) q 分析可知，当无静电场时，该方程是无解方程，即无静电场时，电子电离后在椭圆偏振 的激光场中运动将不再能回到原点，图l给出电离电子在椭圆激光场的作用下，返回时与 母离子的最短距离随其在场中运动时问的关系。当加入静电场后，情况则完全不同了，对 应每一个静电场值该超越方程有一个解。例如，口=o．1时，该解为r=19．43，通过解电子 的经典运动方程，我们同样得到电子返回时与母离子的最短距离随运动时间的关系曲线． 如图2所示，图中显示当r=1943时电子完全回到了原点。 T 田l盂静电场时，电千返时时与母离子的妊短 图