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周期量级激光脉冲相干控制及算法研析.pdf118页
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摘 要 超强超短激光与物质的相互作用的研究是国际重要的前沿研究领域。超强
超短激光与物质的相互作用产生若干奇特的物理现象。在理论研究方面随着激
光强度的不断提高，非线性效应不断增强，使得传统的微扰理论束手无策，新的
非微扰理论应运而生；在技术方面，随着超短激光脉冲技术的不断发展，已经能
够产生高强度的少周期和亚周期超短脉冲，这种周期量级超短激光脉冲失去了
波动所特有的周期性特征，从而导致一系列全新的物理现象与规律，开创了极
端非线性相互作用的最前沿，受到了广泛的关注。 在少周期和亚周期的尺度下，现有的近似方法存在缺陷，因此研究高精度、
无数值色散，高效率、数值稳定的数值计算方法就显得非常重要且必要，本文
重点探索建立适用的数值计算方法，并在数值模拟的基础上，研究空心波导中
高次谐波，软x．射线及单阿秒脉冲产生，多能级介质中少周期激光脉冲的传输
特性，亚周期脉冲与二能级系统的相互作用的动力学过程，以及多能级量子系
统的相干控制和选态激发等问题。取得的主要创新成果有：
下不同的惰性气体在周期性波导中高次谐波的产生，得到了效率增强、级次延
伸的高次谐波谱，同时谐波的转换效率也提高了至少两个量级；并讨论不同调
制周期对谐波的影响。在此基础上我们研究了线性啁啾调制波导中单阿秒脉冲
的产生，并找到了有利于产生单阿秒软x一射线脉冲的方法。结果表明线性啁啾
光纤改善了频率截止区域高次谐波的相位匹配状况，截止频率附近的谐波得到
了不同程度的相位匹配，并且聚合成一个很宽的连续带，实现了单阿秒脉冲，
并使脉冲的能量提高了100倍以上。
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