强激光场与原子系统相干动力学特性研究

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1、暨南大学硕士学位论文题名（中英对照）：强激光场与原子系统相干动力学特性研究Thestudyofcoherentdynamicsofstronglaserfieldandatomicsystem作者姓名：甘子洋指导教师姓名及学位、职称：崔妮博士副教授学科、专业名称：理论物理学位类型：学术学位论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日答辩委员会主席：论文评阅人：学位授予单位和日期：暨南大学年月暨南大学硕士学位论文摘要光与物质的相互作用一直是光学中的重要研究问题之一，而随着激光器技术的发展，物质在强场中的性质被逐渐探索，从

2、而诞生了强场物理这一新的研究领域。其中通过激光器控制并用量子相干调控技术实现的新物理特性和强激光场下原子电离展示的物理性质等前沿问题受到了广泛的研究。本论文分为多普勒效应下的量子相干调控和椭圆偏振强激光场中原子电离两部分研究内容。第一部分主要研究了四能级原子系统中，室温下多普勒效应对主动拉曼增益引起的光学波导结构的影响以及光在该波导中传播的特性，第二部分则用经典轨道蒙特卡洛方法对椭圆偏振激光场下原子电离进行模拟和讨论。取得了以下研究成果：1、在四能级N模型原子系统中，通过光与物质相互作用半经典理论给出了多原子系统的

3、哈密顿量表达式以及密度矩阵元，并以此为基础推导出了与温度相关的复极化率。2、从我们研究中得出这一系统中多普勒效应对色散效应有增强作用，从而增强了光学波导结构。同时在经过优化后得出了光在此波导结构中的传播特性，发现光可以在此结构中经历无衍射传播过程。3、通过经典蒙特卡洛方法对半经典模型的电离光电子的轨道进行数值模拟，得出了原子在单色椭圆偏振激光场下电离光电子的动量分布图，并初步得出双色椭圆偏振激光场下电离光电子的动量分布图。关键词：哈密顿量；光波导；蒙特卡洛方法；动量分布I暨南大学硕士学位论文AbstractThei

4、nteractionofopticalfieldwithmatterisalwaysoneofthemostimportantresearchesinopticalandphysics.Somefeaturesofmatterinstrongfieldshavebeenexploredwiththedevelopmentoflaser,andit’salsothebeginningofthestrongfieldphysics.Somenewphysicsfeaturesshownbystrongfieldioni

5、zationorshownbyquantumcoherentcontrol,havebeenresearchedwidely.Therearetwopartsinthisthesis,thefirstoneisaboutthequantumcoherentcontrolwithDopplereffect,westudiedthefeaturesoftheopticalwaveguideinducedbyActiveRamangain(ARG)infour-levelN-typeatomicsystematroomt

6、emperature.Thesecondoneisabouttheatomicionizationinellipticalpolarizationlaserfield.Inthispart,westudiedthephotoelectronsmomentumdistributioninellipticalpolarizationlaserfieldbyusingclassicaltrajectoryMonteCarlomethod(CTMC).Themainachievementandimportantresult

7、areasfollows:TheHamiltoniananddensitymatrixelementoftheinteractionofopticalfieldwithmatterinfour-levelN-typeatomicsystemhasbeenstudiedbyusingsemiclassicaltheory.Andweusedittoinvestigatethecomplexsusceptibility.ByintroducingtheDopplereffect,wefoundthatinthissys

8、temtheDopplereffectwouldnotattenuatethewaveguidestructure,onthecontrary,itwillenhancethedispersion.Thenwegotthepropagationdynamicsinthiswaveguideatdifferenttemperature.Wesimulatedt