武漢物數所等在分子高次諧波研究中取得進展

　　中國科學院武漢物理與數學研究所卞學濱研究員與加拿大Sherbrooke大學Andre D. Bandrauk教授合作，在分子高次諧波研究方面取得新進展，研究結果發表于《物理評論快報》（Phys. Rev. Lett. 113, 193901 (2014)）。

　　強場超快激光與原子分子相互作用后，會輻射出相干的高頻超短光脈沖。這種高能光脈沖被稱為高次諧波，是目前產生相干xuv及軟x射線光源的重要途徑。卞學濱研究員獨立編寫了數值模擬含時薛定諤方程的大型并行軟件，用480個CPU核共計10天的大型并行計算，全三維空間精確數值模擬了線形分子在強激光場中的動力學。通過研究發現，除了之前報道的幅度調制（AM）外，在分子高次諧波中還存在頻率調制（FM）。

　　此前提出的AM方案會受到很多因素的影響。比如低階諧波處在微擾區域，存在隨著諧波能量增加幅度自然衰減的現象。此外，各個諧波通道之間的干涉相消，及電子與離子的散射截面依賴關系等，都會引起高次諧波的AM。因此，AM要排除眾多的外部因素才能用來探測分子的運動。而卞學濱研究員提出的FM，對以上影響因素是免疫的，可以很好地排除其他效應的影響，是一種穩定的研究分子超快運動的探測方法。通過分析高次諧波譜FM中的紅移量的大小，可以定量地反推出在激光與分子相互作用過程中，分子核間距變化的大小。

　　該工作給出了FM編碼分子內部超快過程的機理，并提出了如何解碼提取相關信息的方案。目前還沒有分子高次諧波中FM的實驗報道，卞學濱研究員的理論方案有望推動強場物理領域相關實驗的開展。

　　該工作得到了中國科學院“百人計劃”項目和國家自然科學基金委項目（No.11404376）的支持。