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《扬州大学》 2007年
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用TDDFT方法模拟氢原子、氢分子和氮分子高次谐波的产生

崔磊  
【摘要】: 随着强激光技术的发展,激光与原子分子相互作用的研究已经成为物理学中一个新的热点。实验表明在超强超短激光脉冲的作用下,原子分子会出现一系列微扰理论无法解释的新现象。其中高次谐波的产生,由于可以作为产生真空远紫外线和软X射线的可能途径,受到人们的极大关注。对原子分子高次谐波产生的研究可以系统地促进非微扰理论的建立和发展,使人们更好地理解强激光场中新的物理现象和物理机制,同时又为设计简便的高频相干激光源提供理论依据。 人们通常用含时薛定谔方程描述激光和原子分子相互作用的简化模型。但是随着系统电子数和自由度的增加,此方法很快就超出了当前的计算能力。正在发展中的含时密度泛函理论(TDDFT)由于其物理思想明确、理论基础严密、计算实现便利、适用范围广泛而备受关注,并有望成为处理多电子系统线性和非线性含时响应行为的标准工具。 本文采用含时密度泛函方法,结合赝势模型和电子交换相关作用的广义梯度近似,模拟了氢原子、氢分子和氮分子在超强飞秒激光脉冲作用下的高次谐波的产生现象,并研究了激光脉冲形状对氢原子高次谐波的影响以及激光脉冲偏振方向对氢分子和氮分子高次谐波的影响。计算结果表明氢原子、氢分子和氮分子的高次谐波谱都和典型的原子高次谐波谱结构相似,具有“下降-平台-截止”的结构和偶次谐波被禁闭仅出现奇次谐波的选择性特征;不同的脉冲形状会导致氢原子谐波谱性质的变化;氢分子和氮分子的谐波谱强度随着θ(激光偏振方向与分子轴向夹角)的增大而减小。这与相关的实验和理论结果基本一致。 本工作为我们应用含时密度泛函理论去研究、揭示和解释更加丰富的原子分子非线性响应现象奠定了基础。
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O561

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【引证文献】
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【参考文献】
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