用TDDFT方法模擬氫原子、氫分子和氮分子高次諧波的產(chǎn)生.pdf

1、隨著強激光技術的發(fā)展，激光與原子分子相互作用的研究已經(jīng)成為物理學中一個新的熱點。實驗表明在超強超短激光脈沖的作用下，原子分子會出現(xiàn)一系列微擾理論無法解釋的新現(xiàn)象。其中高次諧波的產(chǎn)生，由于可以作為產(chǎn)生真空遠紫外線和軟X射線的可能途徑，受到人們的極大關注。對原子分子高次諧波產(chǎn)生的研究可以系統(tǒng)地促進非微擾理論的建立和發(fā)展，使人們更好地理解強激光場中新的物理現(xiàn)象和物理機制，同時又為設計簡便的高頻相干激光源提供理論依據(jù)。人們通常用含時薛定諤方程描

2、述激光和原子分子相互作用的簡化模型。但是隨著系統(tǒng)電子數(shù)和自由度的增加，此方法很快就超出了當前的計算能力。正在發(fā)展中的含時密度泛函理論(TDDFT)由于其物理思想明確、理論基礎嚴密、計算實現(xiàn)便利、適用范圍廣泛而備受關注，并有望成為處理多電子系統(tǒng)線性和非線性含時響應行為的標準工具。 本文采用含時密度泛函方法，結合贗勢模型和電子交換相關作用的廣義梯度近似，模擬了氫原子、氫分子和氮分子在超強飛秒激光脈沖作用下的高次諧波的產(chǎn)生現(xiàn)象，并研究

3、了激光脈沖形狀對氫原子高次諧波的影響以及激光脈沖偏振方向對氫分子和氮分子高次諧波的影響。計算結果表明氫原子、氫分子和氮分子的高次諧波譜都和典型的原子高次諧波譜結構相似，具有“下降-平臺-截止”的結構和偶次諧波被禁閉僅出現(xiàn)奇次諧波的選擇性特征；不同的脈沖形狀會導致氫原子諧波譜性質的變化；氫分子和氮分子的諧波譜強度隨著θ(激光偏振方向與分子軸向夾角)的增大而減小。這與相關的實驗和理論結果基本一致。 本工作為我們應用含時密度泛函理論去