运用经典系综方法研究了线偏振激光场和双色反旋圆偏振激光场中CO2分子非序列双电离的产量。结果表明：在激光强度较高的区域，双色反旋圆偏振激光场下CO2分子非序列双电离的产量高于线偏振激光场；在激光强度较低的区域，结果则刚好相反。这是因为当激光强度较低时，CO2非序列双电离产量的主要影响因素是抑制势垒，当激光强度较高时，由于抑制势垒发生扭曲，其产量主要受激光场结构的影响。
原子与分子物理学 非序列双电离 双色反旋圆偏振激光场 线偏振激光场 分子 产量 光学学报
2023, 43(20): 2002001
1 上海大学物理系，上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
3 中国科学院大学材料科学与光电工程中心，北京 100049
通过求解长度规范下的半导体布洛赫方程，分析了液态水在双色场驱动下发射高次谐波光谱的特征。研究表明，通过调节双色场中基频和倍频脉冲的相对相位，高次谐波光谱呈现出周期性调制的特征。在一个调制周期内，奇次谐波会随着相对相位的增加发生红移，而产率先增大后减小。时域分析结果表明，光谱移动源于正负半周期之间发射高次谐波频谱的干涉效应。
物理光学 高次谐波 双色激光场 光谱红移 频谱干涉 光学学报
2023, 43(13): 1326002
利用经典系综方法，研究了氮气（N2）分子在周期量级双色反旋圆偏振激光场中的非序列双电离（NSDI），发现在确定的激光强度下，随着激光波长的增加，NSDI的产量明显减小，这是因为电子波包的扩散作用。研究发现NSDI电离机制受到激光波长的影响，随着激光波长的增大，碰撞激发电离越来越占主导，这与第一个电子的返回轨迹和返回能量有关。讨论了NSDI的电子动量分布，电子动量分布随激光波长有明显变化，激光波长越长，“旋转三瓣扇形”结构越明显。
原子与分子物理学 非序列双电离 双色反旋圆偏振激光场 碰撞激发电离 经典系综方法 动量分布 光学学报
2022, 42(21): 2102002
1 上海大学物理系，上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
3 中国科学院大学材料科学与光电工程中心，北京 100049
超快激光脉冲形状宽度测量的核心是光谱相位的精确测量。本文提出了一种结合深度学习的自参考光谱干涉(SRSI)方法，并用该方法进行了飞秒脉冲相位的测量。该方法基于针对一维信号的Dense-1D-U-Net神经网络，采用经典的编码-解码网络结构并加入稠密连接和跳跃连接来提高网络的性能。结合SRSI法的特点，本文设计出结合了稠密连接块的Dense-1D-U-Net神经网络。基于大量接近真实光谱相位的模拟光谱相位数据可以发现，基于Dense-1D-U-Net的SRSI算法的计算结果的均方根误差相比传统SRSI算法至少降低一个数量级。与有无稠密连接、跳跃连接的对照组神经网络进行对比，分析了Dense-1D-U-Net的优势。最后用实验测量数据验证了使用模拟数据训练的Dense-1D-U-Net具有计算实验数据的能力。Dense-1D-U-Net神经网络未来可以拓展应用到超快光谱等其他一维信息研究领域。
测量 深度学习 编码-解码 自参考光谱干涉 神经网络 稠密连接
1 上海大学理学院, 上海 200444
2 郑州师范学院物理与电子工程学院, 河南 郑州 450044
对太赫兹金属平行平板波导的最低阶横电(TE1)模式进行理论研究,并且在真实金属参数的条件下,推导出一个适用于太赫兹金属平行平板波导TE1模式有效折射率的近似表达式。首先对TE1模式进行基于有限元方法的数值模拟,并且将模拟结果与近似表达式所得的数值进行对比,验证理论推导的可行性。接着由误差分析表明所推导的近似表达式在整个太赫兹波段具有很高的精确度,并且具有适用频率范围广的特点。模拟仿真结果表明,该近似表达式对TE1模式的分析具有高度的适用性,将对金属平行平板波导的研究和应用起到一定的促进作用。
光学器件 波导 太赫兹波 金属光学 远红外 激光与光电子学进展
2020, 57(19): 192302
Author Affiliations
Abstract
Department of Physics, Shanghai University, Shanghai 200444, China
Nonsequential double ionization (NSDI) of noble gas atoms in counter-rotating two-color circularly polarized (CRTC) laser fields is investigated. A scaling law is concluded by qualitatively and quantitatively comparing the momentum distributions of two electrons from NSDI in CRTC laser fields for different atoms with different parameters. The scaling law indicates that the momentum distributions from an atom driven by CRTC laser frequency , , and laser intensity are the same as that from another atom irradiated by CRTC laser frequency , , and laser intensity . This study can provide an avenue in the research of two-color laser field ionization.
scaling law two-color laser nonsequential double ionization Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 110201
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Physics, Shanghai University, Shanghai 200444, China
2 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
An all-reflective self-referenced spectral interferometry based on the transient grating (TG) effect is proposed for single-shot measuring of the amplitude and phase of ultrashort pulses in a broadband spectral range. Except for a thin third-order nonlinear medium, which was used to generate the TG signal, no transmitted optics were used in the proposed device, and few-cycle pulses in a broad spectral range from deep UV to mid-IR can be characterized. With a homemade compact and alignment-free device, a 5.0 fs pulse at 800 nm corresponding to about two cycles and a 14.3 fs pulse at 1800 nm corresponding to less than three cycles were successfully characterized.
transient grating self-referenced spectral interferometry few-cycle laser pulses femtosecond laser pulses measurement Chinese Optics Letters
2020, 18(2): 021202
1 上海大学物理系,上海 200444
2 郑州师范学院物理与电子工程学院, 河南 郑州 450044
基于平行平板波导的TE1模式理论和电场是近似线偏振的假设,推导了余弦-高斯光束在平行平板波导中的电场传输表达式。在傍轴近似的条件下,余弦-高斯光束可以作为平行平板波导的一个基础解。当频率为0.35 THz时,对余弦-高斯光束在金属铜平行平板波导中的传输进行了数值模拟,结果表明模拟的幅值和相位与根据电场表达式所得结果符合得很好,同时也讨论了z轴方向上模拟的相位与理论结果的偏差和电场散度方程的完备性。
光学器件 平行平板波导 太赫兹波 金属光学 余弦-高斯光束 激光与光电子学进展
2019, 56(19): 192302
1 上海大学理学院物理系, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
利用4f(f为焦距)系统和电子耦合器件相机跟踪样品的位置,通过纳米平移台对机械漂移进行了补偿,使样品始终处于光片的束腰位置,从而获得了最优图像。所提方法可以对几纳米的机械偏移进行补偿。使用自主搭建的光片荧光显微镜对直径为几微米的荧光微球进行了长时间成像,验证了所提方法的可行性。
成像系统 光片荧光显微镜 机械偏移 4f系统 补偿 最优图像
基于经典系综模型,研究了Mg原子在低于重碰撞阈值激光功率密度下的非序列双电离(NSDI)。当少周期量级线性偏振激光的功率密度为3.0×10
13 W·cm
-2时,末态关联电子动量分布中的电子对主要分布在第一、第二和第四象限,第一象限中的电子对呈现了明显的关联行为。分析了重碰撞和双电离之间的延迟时间,发现不同的延迟时间对应着不同的电离过程,延迟时间对电子出射过程具有显著影响;延迟时间小于半个周期的NSDI事件,双电子倾向于反方向出射,而延迟时间大于半个周期的,存在双电子同方向出射的可能。
原子与分子物理学 非序列双电离 经典系综方法 延迟时间 重碰撞
