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上海光机所发现强激光场中分子高次谐波产生新机制

上海光机所发现强激光场中分子高次谐波产生新机制

  近日,在中国科学院院士徐至展、中科院上海光学精密机械研究所研究员李儒新的领导下,上海光机所强场激光物理国家重点实验室在高次谐波研究中取得进展。科研人员发现在定向的非对称分子同强激光场相互作用时,可以产生独特的纯偶次高次谐波光谱,并揭示了其物理本质。这一结果丰富了人们对于超快强激光场同物质相互作用产生高次谐波现象的认识。

  高次谐波是最重要的强场物理现象之一,它是产生完全相干X射线辐射、分子轨道成像、化学反应过程追踪以及阿秒科学等众多应用的基础。在超快强激光场作用下,根据电子波函数对称性决定的选择定则,一般只有奇次高次谐波产生,关键问题是,纯偶次高次谐波能否以及如何产生。

  研究表明,纯偶次高次谐波可以产生。当非对称线性分子的分子轴与线偏光的偏振方向垂直时,在分子轴方向会有高次谐波产生,这一方向的高次谐波不会像激光偏振方向的高次谐波那样每半个光周期就改变一次相位,高次谐波的相位在每个光周期里一致是产生纯偶次谐波的本质。相关研究成果发表在《物理评论快报》上。

  这一研究是完整的高次谐波理论中不可或缺的一步,并且这一理论适用于所有具有永久偶极矩的体系,例如多分子原子和大块晶体等热门材料,因而将成为强场物理领域重要应用之一。

  研究工作得到了中科院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金等的支持。

  论文链接 

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纯偶次高次谐波光谱和奇次高次谐波光谱对比图




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