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Carrier-envelope phase measurement using plasmonic-field-enhanced high-order harmonic generation of H atom in few-cycle laser pulses

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Chinese Physics B 2016年第5期25卷 140-145页

作者：李伟王国利周效信 College of Physics and Electronic Engineering Northwest Normal University

We investigate the plasmonic-field-enhanced high-order harmonic generation（HHG） of H atom driven by few-cycle laser pulses, by solving the time-dependent Schr？dinger equation（TDSE）. Compared with the homogeneous field, HHG spectra generated by inhomogeneous field exhibit two-plateau structure. We analyze the origin of the two plateaus by using the semiclassical trajectory method. Our results from both classical and TDSE simulations show that the cutoffs of the two plateaus are dramatically affected by the carrier-envelope phase（CEP） of laser pulse in the inhomogeneous field, even for a little longer pulse. Thus, we can determine the CEP of driving laser based on the cutoff position of HHG generated in the inhomogeneous field.

关键词： high-order harmonic generation carrier-envelope phase plasmonics inhomogeneous field

Above-threshold ionization of hydrogen atom in chirped laser fields

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Chinese Physics B 2018年第7期27卷 288-294页

作者： Yuan-Yuan Ni Song-Feng Zhao Xiao-Yong Li Guo-Li Wang Xiao-Xin Zhou Key Laboratory of Atomic and Molecular Physics and Functional Materials of Gansu Province College of Physics and Electronic Engineering Northwest Normal University Lanzhou 730070 China Experimental Center Northwest University for Nationalities Lanzhou 730030 China

Above-threshold ionization （ATI） of a hydrogen atom exposed to chirped laser fields is investigated theoretically by solving the time-dependent Schrodinger equation. By comparing the energy spectra, the two-dimensional momentum spectra, and the angular distributions of photoelectron for the laser pulses with different chirp rates, we show a very clear chirp dependence both in the multiphoton and tunneling ionization processes but no chirp dependence in the single-photon ionization. We find that the chirp dependence in the multiphoton ionization based ATI can be attributed to the excited bound states. In the single-photon and tunneling ionization regimes, the electron can be removed directly from the ground state and thus the excited states may not be very important. It indicates that the chirp dependence in the tunneling ionization based ATI processes is mainly due to the laser pulses with different chirp rates,

关键词： above-threshold ionization chirped laser field time-dependent Schrodinger equation

强激光场作用下He原子低激发态的制备和控制

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光学学报 2018年第7期38卷 18-23页

作者：朱斌王国利李小勇周效信西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070 西北民族大学实验中心甘肃兰州730030

基于精确的角动量依赖的模型势,提出了利用激光脉冲驱动He原子产生布居数可控的基态与较低激发态的制备方案。通过数值求解三维含时薛定谔方程得到了相应的波长、峰值强度和脉宽激光参数。数值模拟结果表明,对于2s、2p、3p激发态,激光... 详细信息

基于精确的角动量依赖的模型势,提出了利用激光脉冲驱动He原子产生布居数可控的基态与较低激发态的制备方案。通过数值求解三维含时薛定谔方程得到了相应的波长、峰值强度和脉宽激光参数。数值模拟结果表明,对于2s、2p、3p激发态,激光脉冲结束时的布居数均可达到100%。而对于3s和3d态,由于它们之间的能级差较小,且存在一定的电离几率,布居数最高仅到80%和86%。

关键词：原子与分子物理学 He原子低激发态强激光场原子布居数

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激光驱动晶体发射高次谐波的特性研究

物理学报 2016年第6期65卷 95-102页

作者：管仲李伟王国利周效信西北师范大学物理与电子工程学院兰州730030

通过数值模拟激光驱动下电子在周期性势阱中的动力学行为,研究了晶体在激光场中发射高次谐波的特性.研究发现在一定的激光波长和光强驱动下,晶体发射的谐波谱会呈现出双平台结构,经分析后得知第一个平台主要来自于最低导带与价带间的电... 详细信息

通过数值模拟激光驱动下电子在周期性势阱中的动力学行为,研究了晶体在激光场中发射高次谐波的特性.研究发现在一定的激光波长和光强驱动下,晶体发射的谐波谱会呈现出双平台结构,经分析后得知第一个平台主要来自于最低导带与价带间的电流(电子-空穴对复合),第二个平台主要来源于较高导带与价带间的电流(电子-空穴对复合),且两个平台的截止位置处的能量都与激光场的振幅呈线性关系.在少周期激光驱动下,晶体谐波第二平台的截止位置与激光的载波相位呈单调变化,由此我们提出可以利用晶体谐波第二平台的截止位置来确定少周期激光的载波相位.进一步研究发现,在啁啾激光驱动下,晶体发射谐波谱的第二平台有较大变化,第二平台的发射效率会随啁啾参数而改变,能够通过改变啁啾激光场来提高晶体谐波第二平台的发射效率.

关键词：高次谐波晶体载波相位啁啾激光

基于高能光电子非对称性的少周期激光载波包络相位确定

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光学学报 2016年第3期36卷 178-184页

作者：仝小刚王国利周效信陈长进西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070 汕头大学理学院广东汕头515063

提出了一种利用高能光电子的非对称角分布来确定少周期激光载波包络相位(CEP)的方法。通过二级强场近似方法研究了隧穿电离区域氦原子在少周期激光驱动下阈上电离高能光电子角分布对载波相位的依赖关系,选择合适能量范围的光电子分布,... 详细信息

提出了一种利用高能光电子的非对称角分布来确定少周期激光载波包络相位(CEP)的方法。通过二级强场近似方法研究了隧穿电离区域氦原子在少周期激光驱动下阈上电离高能光电子角分布对载波相位的依赖关系,选择合适能量范围的光电子分布,能够给出非对称参数随激光CEP的变化。研究结果表明,通过这种高能光电子得到的非对称参数和由数值求解含时薛定谔方程(TDSE)得到的非对称参数随CEP的变化趋势符合得很好。由数值求解TDSE获得的非对称参数包含了低能光电子的贡献,而二级强场近似的方法仅通过高能光电子得到,从而该方法为实验测定激光的载波包络相位提供了方便。

关键词：非线性光学强场近似阈上电离谱非对称参数载波包络相位

椭圆极化激光场驱动下氢原子发射高次谐波的特点

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科学通报 2016年第8期61卷 855-861页

作者：李伟周效信陈京西北师范大学物理与电子工程学院兰州730070 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 北京大学应用物理与技术研究中心北京100084

通过数值求解两维含时薛定谔方程,研究了在不同波长的椭圆极化激光驱动下氢原子发射高次谐波的特点,得到了氢原子所产生的高次谐波谱截止位置处发射效率随椭偏率的依赖关系.研究结果表明,在激光光强保持不变的情况下,激光波长越大,截止... 详细信息

通过数值求解两维含时薛定谔方程,研究了在不同波长的椭圆极化激光驱动下氢原子发射高次谐波的特点,得到了氢原子所产生的高次谐波谱截止位置处发射效率随椭偏率的依赖关系.研究结果表明,在激光光强保持不变的情况下,激光波长越大,截止位置处谐波发射效率对椭偏率的依赖越强;而在相同的激光波长驱动下,随着激光光强的增大,氢原子高次谐波谱截止位置处的效率随着驱动场椭偏率的增大下降得更快.最后,利用不同波长下高次谐波发射效率随椭偏率的依赖关系,通过数值计算和拟合研究了电子波包在隧穿电离后的横向扩散速率,研究发现在谐波截止位置附近由ADK模型得到的横向扩散速率比数值求解两维含时薛定谔方程得到的结果约小17%,正是这种横向扩散速率偏小的原因导致由ADK模型计算的谐波发射效率随椭偏率的增大相对于实验结果来说下降的较慢,而数值求解两维模型原子得到的结果与实验结果一致.

关键词：椭圆极化激光场高次谐波电子波包横向扩散

Extracting Structure Parameters of Dimers for Molecular Tunneling Ionization Model

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Communications in Theoretical Physics 2016年第3期65卷 366-374页

作者：赵松峰黄方王国利周效信 College of Physics and Electronic Engineering Northwest Normal UniversityKey Laboratory of Atomic and Molecular Physics and Functional Materials of Gansu Province

We determine structure parameters of the highest occupied molecular orbital(HOMO)of 27 dimers for the molecular tunneling ionization(so called MO-ADK)model of Tong et al.[***.A 66(2002)033402].The molecular wave functions with correct asymptotic behavior are obtained by solving the time-independent Schr(o|¨)dinger equation with B-spline functions and molecular potentials which are numerically created using the density functional *** examine the alignment-dependent tunneling ionization probabilities from MO-ADK model for several molecules by comparing with the molecular strong-field approximation(MO-SFA)*** show the molecular PerelomovPopov-Terent'ev(MO-PPT)can successfully give the laser wavelength dependence of ionization rates(or probabilities).Based on the MO-PPT model,two diatomic molecules having valence orbital with antibonding systems(i.e.,Cl_2,Ne_2)show strong ionization suppression when compared with their corresponding closest companion atoms.

关键词： molecular structure parameters molecular ADK model molecular PPT model ionization suppression

Accurate Structure Parameters for Tunneling Ionization Rates of Gas-Phase Linear Molecules

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Communications in Theoretical Physics 2017年第3期67卷 289-300页

作者：赵松峰栗建科王国利李鹏程周效信 College of Physics and Electronic Engineering Northwest Normal University Key Laboratory of Atomic and Molecular Physics and Functional Materials of Gansu Province Lanzhou 730070 China

In the molecular Ammosov–Delone–Krainov(MO-ADK) model of Tong et al. [Phys. Rev. A 66(2002)033402], the ionization rate depends on the structure parameters of the molecular orbital from which the electron is removed. We determine systematically and tabulate accurate structure parameters of the highest occupied molecular orbital(HOMO) for 123 gas-phase linear molecules by solving time-independent Schr¨odinger equation with B-spline functions and molecular potentials which are constructed numerically using the modified Leeuwen–Baerends(LBα)model.

关键词： molecular structure parameters one-electron potentials molecular ADK model

氦原子在双色强激光驱动下产生的太赫兹波辐射

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原子与分子物理学报 2017年第2期34卷 293-298页

作者：县继强王国利张磊周效信西北师范大学物理与电子工程学院兰州730030 兰州交通大学数理学院兰州730070

基于量子力学的数值求解二维含时薛定谔方程的方法,研究了双色激光场驱动氦原子辐射太赫兹波的特点.研究结果表明,两束激光的相位差对太赫兹波的产额具有显著的调制作用,在高强度激光驱动下,当相位差分别为-0.5π和0.55π时,太赫兹波有... 详细信息

基于量子力学的数值求解二维含时薛定谔方程的方法,研究了双色激光场驱动氦原子辐射太赫兹波的特点.研究结果表明,两束激光的相位差对太赫兹波的产额具有显著的调制作用,在高强度激光驱动下,当相位差分别为-0.5π和0.55π时,太赫兹波有最大产额,与光电流模型得到的结论一致.比较光电流模型和量子力学结果表明,在高强度激光驱动下,原子实的库仑场对形成电流的自由电子影响较小;同时,通过调节双色场的相位差,能够从氦原子发射的宽频太赫兹波得到时域空间脉宽在30飞秒以下的半周期波形.

关键词：双色激光相位差半周期波形