强场超快光学

人们每天都会接触到光，光是人类生活中必不可少的一部分。人们研究光学已经持续了几千年，并且还在不断地研究。光学是研究光的传播及其与物质相互作用的学科，在早期的光学研究中，人们主要以反射定律和折射定律为基础开展几何光学研究。在现代光学研究中，人们主要研究出现激光之后的光学新进展。激光科学发轫于1917年A.Einstein 提出的受激辐射概念，融汇了量子理论、无线电电子学、微波波谱学和固体物理学。在历经了众多科学家的长期研究之后，T.Maiman在1960年终于制造出了人类史上的第一台激光器。此后，随着调Q技术、锁模技术以及啁啾脉冲放大技术等的发展，激光技术实现了突飞猛进的发展和广泛的应用。激光脉冲的脉宽逐渐从*初的百微秒发展到了纳秒、皮秒，甚至飞秒，强场超快光学俨然成为现代物理学的一个璀璨成果。本书较全面地介绍强场超快光学领域的基础知识和*新进展，以及编者在该领域从事的课题研究和主要成果。各章的主要内容如下：第1章系统地介绍强场超快现象和物理过程，从单电离到非次序双电离和受挫双电离；第2章主要介绍强场电离过程的理论模型；第3章和第4章分别介绍强激光场中原子和分子的非次序双电离；第5章介绍三电离及动力学过程；第6章主要介绍强激光场中受挫双电离；第7章介绍高次谐波和阿秒脉冲的产生；第8章介绍高次谐波在超快探测领域的应用。本书可作为物理学、光学工程、电子科学与技术等专业研究生的教材，亦可作为相关专业科研人员的参考书。本书出版受到河南省研究生教育改革与质量提升工程项目（No.YJS2023JC27）的资助。本书编写工作的具体分工如下：李盈傧负责第1章至第4章，陈红梅负责第5章和第6章，翟春洋负责第7章和第8章，余本海负责全书的统稿。由于编者水平有限，书中难免存在错误和不足之处，望各位读者不吝赐教。编者2023年6月

《强场超快光学》是以《超强超短激光秒冲与物质相互作用专题》课程为基础，专门介绍强场超快过程，特别是强场电离、高次谐波发射及阿秒脉冲产生的课程， 也是物理学专业研究生的学位课。本课程概述了强场电离、高次谐波发射及阿秒脉冲产生的研究历程，并结合近几年我们研究团队所做的工作，介绍了强场原子非次序双电离、强场分子非次序双电离、强场分子非次序三电离及强场受挫双电离的理论工作，同时也详细的介绍了我们产生阿秒脉冲的实验方案及结果。通过系统地学习该课程，使学生在原子分子层面深刻理解强场超快过程，进而提升学生在理论分析、程序设计、数值计算、图像处理等方面的能力。

李盈傧，理学博士，硕士生导师，信阳师范大学物理电子工程学院副教授。2010年7月于信阳师范大学获得理学学士，同年9月于本校攻读硕士学位，师从余本海教授。2011年9至2013年5月在华中科技大学超快光学实验室交流学习，合作导师为“长江学者、国家杰青”陆培祥教授。2014年9月考入南京大学攻读博士学位，师从著名的团簇物理学专家王广厚院士以及“*新世纪优秀人才支持计划获得者”万建国教授。主要从事强激光脉冲驱动的原子分子电离特性及超快电子动力学理论研究。在光学及原子分子物理领域主流期刊上发表学术论文50余篇。承担国家自然科学基金项目5项、河南省高等学校重点科研项目计划1项，获得信阳师范大学“南湖学者”青年项目支持。指导的硕士研究生1人获得国家奖学金、1人获得河南省优秀硕士学位论文。

1绪论(1)

1.1强激光场中原子、分子单电离的物理过程(1)

1.2强激光场中原子、分子非次序双电离(6)

1.3强激光驱动的受挫双电离(21)

参考文献(22)

2强场原子、分子非次序双电离的理论模型(33)

2.1量子求解含时薛定谔方程的数值方法(33)

2.2基于强场近似的S矩阵理论模型(35)

2.3基于遂穿电离的半经典理论模型(38)

2.4全经典系综理论模型(39)

参考文献(41)

3强激光场中原子非次序双电离(45)

3.1中红外激光脉冲驱动的原子非次序双电离(45)

3.2椭圆偏振激光场中原子非次序双电离(65)

3.3正交双色场驱动的原子非次序双电离(76)

参考文献(81)

4强激光场中分子非次序双电离(88)

4.1中红外激光场中分子非次序双电离关联电子动力学(88)

4.2周期量级激光脉冲驱动的分子非次序双电离(102)

参考文献(113)

5中红外激光驱动的原子非次序三电离关联电子动力学(119)

5.1强场原子三电离理论模型(119)

5.2正三价离子纵向动量分布和关联电子动力学(122)

5.3关联电子动力学的激光强度依赖(125)

参考文献(129)

6强激光场中的原子受挫双电离(133)

6.1线偏振激光场中的原子受挫双电离(133)

6.2正交双色场操控下原子受挫双电离研究(141)

参考文献(147)

7高次谐波和阿秒激光的产生(151)

7.1激光技术的发展及应用(152)

7.2高次谐波产生的理论模型(159)

7.3阿秒激光的产生(162)

参考文献(164)

8高次谐波的探测与应用(172)

8.1高次谐波产生的实验装置(172)

8.2高次谐波的实验探测装置(174)

8.3高次谐波在探测分子结构过程中的应用(175)

8.4高次谐波在产生圆偏振阿秒激光光源中的应用(200)

参考文献(210)强场超快光学目录 

《强场超快光学》是以《超强超短激光秒冲与物质相互作用专题》课程为基础，专门介绍强场超快过程，特别是强场电离、高次谐波发射及阿秒脉冲产生的课程， 也是物理学专业研究生的学位课。本课程概述了强场电离、高次谐波发射及阿秒脉冲产生的研究历程，并结合近几年我们研究团队所做的工作，介绍了强场原子非次序双电离、强场分子非次序双电离、强场分子非次序三电离及强场受挫双电离的理论工作，同时也详细的介绍了我们产生阿秒脉冲的实验方案及结果。通过系统地学习该课程，使学生在原子分子层面深刻理解强场超快过程，进而提升学生在理论分析、程序设计、数值计算、图像处理等方面的能力。

李盈傧，理学博士，硕士生导师，信阳师范大学物理电子工程学院副教授。2010年7月于信阳师范大学获得理学学士，同年9月于本校攻读硕士学位，师从余本海教授。2011年9至2013年5月在华中科技大学超快光学实验室交流学习，合作导师为“长江学者、国家杰青”陆培祥教授。2014年9月考入南京大学攻读博士学位，师从著名的团簇物理学专家王广厚院士以及“*新世纪优秀人才支持计划获得者”万建国教授。主要从事强激光脉冲驱动的原子分子电离特性及超快电子动力学理论研究。在光学及原子分子物理领域主流期刊上发表学术论文50余篇。承担国家自然科学基金项目5项、河南省高等学校重点科研项目计划1项，获得信阳师范大学“南湖学者”青年项目支持。指导的硕士研究生1人获得国家奖学金、1人获得河南省优秀硕士学位论文。