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原子稳定化现象：改进的高频Floquet理论 程太旺 (中国工程物理研究院研究生部，北京2101信箱，) ‘ 摘要 近十年来，随着短脉冲、高强度激光技术的发展，人们已可获 的激光。这样强的激光在与原子的相互作用中会出现许多新奇的现 象，其中之一是原子稳定化现象。为了研究原子稳定化现象中的高 可以直接用于对高次谐波的计算，并严格考虑了Coulomb型长程势 的效应。利用这一理论，我们已经对一维模型原子和三维氢原子在 超强激光场中的电离和高次谐波产生进行了仔细研究，并很好的验 证了这一理论的数值精度和效率。下一步我们准备利用这一模型对 更复杂的激光原子作用系统，如除激光场外再加入静电场和磁场的 系统，进行深入研究。 原子在激光场中的稳定化现象 稳定化现象对应予在超强超高频的激光场作用下，原子的电离随场 强和频率的增加反而下降的现象。这种下降可区分为以下两类：动 力学稳定化和渐进稳定化。这里主要介绍渐进稳定化。在这方面比 较成功的理论是由Gavrila等人发展起来的基于对激光场频率倒数进 行展开高频Floquet(HFFT)理论。 ’ 改进的I-IFFT理论 在KH坐标系中激光一原子体系的含时薛定谔方程可写为(原子单 位)： 培甲(只，)=(一{△+联P一口(，)易甲(只f) 由于系统为时间周期系统： 137 矿扩一口(f)岛=V．exp(-in“) 我们求解以下Floquet型的波函数： 掣(Ef)=cxp(一iEt)w(Kt) EtEo+52E y(只f)=甄(马+占2‰B+I∑却乎’(岛exp(一inca)l 、n柚 ， 其中磊，占：E与‰(岛由下式决定 (一{△+％(岛)％(岛=峨≯，0(马=占；‰(马 迭代求解，得 82E=(％f∑吒酬呐) 而螂P(马，占妒P(_P)与艿2‰(局满足以下方程 【(￡。+too)一H。】卸4’(岛=K‰(岛 【(E。+”∞+万z￡)一Ho]6V‘,：’(岛=吒‰(岛 f矿一H。p2‰(为=一艿2F％(岛+∑巴却《1，(岛 高频激光场中的高次谐波产生 对上面的公式中，给定边界条件后，可以非常容易的求解。而且计 算效率要大大高于原HFFT。以上的改进HFFT理论可直接得到系统 的Floquet波函数，由此可以计算出系统的电离率、电离能谱、角分 布和高次谐波等。这里主要讨论高次谐波产生，因为这是原来基于 散射形式的高频Floquet理论无法给出的。 计算结果和结论 在下页的图中我们给出了我们计算的结果。发现(I)高次谐波首先 迅速下降，然后下降缓慢，高阶谐波强度随阶数有振动，但没发现 截断。(Ⅱ)随Ⅱ。和D的增加，高次谐波产生减弱。我们的分析表明， 在高频稳定化区，谐波产生主要不是通过电离一复合过程，而是通 过不同高阶振动模式间的跃迁。 Ej．J芍ocI价工oo}{ n E己1。ocI∞工oo工 n 139