【儀表網 儀表研發】近期，中國科學院精密測量科學與技術創新研究院激光誘導超快電子動力學課題組在物理模型研究中取得新進展，找到了液體內電子超快動力學規律，發展了一個簡潔的方程。該方程有機地結合了液體內原子的分布、激光的參數以及輻射諧波的光子等信息，預測得到的高次諧波大光子能量與實驗測量的結果完全一致。該研究成果近日發表在《物理評論快報》(Phys. Rev. Lett.)上。
高次諧波是指低頻強場超快激光與物質非線性相互作用時，輻射出的一系列高頻相干波。其中激光與氣體相互作用產生的高次諧波的研究比較透徹，也是目前產生阿秒激光的主要手段。但氣體高次諧波的產生效率較低，是制約其應用的主要因素。隨著長波紅外驅動激光的發展，科學家發現晶體也可產生非線性高次諧波，由于其具有密度高、內部原子排列規律性好等特點，有望實現緊湊和高轉換效率的高次諧波源。然而大多數晶體能承受的激光損傷閾值比較低，難以產生高能光子。液體高次諧波綜合了部分固體和氣體諧波的優點，樣品既具有密度高的特點，又可承受很高的驅動光強，成本低，易制備和更新，是未來發展的一個新方向。當前，科學家對液體高次諧波機理的認識一直是一片空白，亟需理論突破。
精密測量院激光誘導超快電子動力學課題組一直專注于高次諧波理論的研究，在氣體和固體高次諧波領域做出了一系列有影響力的成果。面對微觀復雜無序液體系統的難題，他們采用統計學方法發展了一套物理模型，經過大量的數字模擬，結合物理原理，找到了液體內電子超快動力學規律，發展的新方程既包含了微觀電子與強激光的相互作用，又充分考慮了宏觀的原子統計分布規律，不但得到的高次諧波譜特征與實驗結果定性一致，而且預測的高次諧波大光子能量與實驗測量結果定量符合。論文第一作者碩士研究生曾愛武、通訊作者研究員卞學濱投稿后，三位審稿人一致給予了很高的評價，認為該理論模型是開創性的，是液體高次諧波領域的第一個理論模型，揭示了結構漲落這一宏觀統計量與諧波頻譜奇偶轉變和截斷能的深刻聯系，將為相關實驗的開展提供指導。
該研究工作獲得國家自然科學基金“新型光場調控物理及應用”重大研究計劃的資助。
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