利用强场近似理论开展了正交偏振双色场与氦原子相互作用产生高次谐波和阿秒脉冲的理论研究。正交偏振双色场由少周期的4 fs钛宝石驱动脉冲激光和与它偏振方向垂直的8 fs倍频控制脉冲构成。研究发现，通过合理选择两束脉冲之间的相对相位，能够控制高次谐波发射过程中长、短电子轨道的选择。当相对相位调整为1.2π时，平台谐波主要来自短轨道电子的贡献，由于其运动时间短、波包扩散少，且没有与长轨道电子谐波产生干涉，沿驱动脉冲电场方向的高次谐波谱具有较高强度和较小调制幅度的超连续平台区，通过对第120次到第180次超连续谐波进行傅里叶变换，可产生脉宽为54 as的高强度孤立阿秒脉冲。所提方案对组合脉冲相对相位的选取要求并不严苛，在0.3π的变化范围内皆可获得脉宽较短的孤立阿秒脉冲，同时控制脉冲电场强度的变化对上述数值模拟结果的影响也很小。

偏振控制方案用以产生阿秒脉冲,其高次谐波辐射仅发生在偏振门内的线性半个光学周期,且可得到在整个平台区及截止位置附近皆连续的谐波谱。利用Ammosov-Delone-Krainov隧穿电离理论和强场近似方法,数值模拟了偏振控制方案中两束反向旋转圆偏振脉冲之间强度比对原子的电离几率及高次谐波发射功率谱的影响。研究发现, 合理控制两束脉冲的强度比,可确保原子的有效电离发生在偏振门的前1/4光学周期,这有利于得到频域上优化的高次谐波发射谱。此外,可以根据需要在强度比小于1的范围内优化选择谐波谱的截止位置和转换效率。

异硫氰基-孔雀石绿(malachite green isothiocyanate, MGITC)是应用于细胞探测, 生物组织成分分析和细胞成像等方面的拉曼探针分子。 本文首先给出了MGITC分子的结构图, 并用密度泛函(DFT)算法对其进行了空间结构优化; 然后分别用Hartree-Fock(HF)和MP2两种算法基于STO-3G基组计算了它的拉曼光谱与红外光谱, 给出光谱强度图; 并对比了两种算法的拉曼光谱图和其实验光谱图, 结果显示了很好的一致性; 本文还给了MGITC分子中的各个原子键长, 键角等空间结构参数; 并对MGITC分子在550～4 200 cm-1区间的振动谱做了指认。 这些工作将促进MGITC作为探针分子在生物学领域的应用。

通过受激拉曼效应获得紫外光,建立了氙灯抽运的电光调Q固体拉曼激光器实验系统,研究了硝酸钡晶体在紫外波段的受激拉曼效应。采用单脉冲能量1 J,脉宽9 ns的1064 nm的基频光通过KTP晶体倍频,再经过BBO晶体混频产生单脉冲能量140.76 mJ,脉宽8 ns的355 nm紫光,用其做抽运源激发硝酸钡晶体产生受激拉曼效应,有效地实现了纳秒级的紫外波段拉曼光输出,经光谱仪测试波长为368.15 nm的正一阶斯托克斯光,脉宽7.1 ns,极间频移为1006 cm-1,增益系数为78.51 cm/GW。

采用Crank-Nicholson直接数值积分方法求解体系的含时薛定谔方程,数值计算了8 fs的线偏振双色激光脉冲与氢原子相互作用产生的高次谐波发射功率谱,双色激光脉冲由钛宝石基频激光及其二次谐波组成。相对相位为零时,谐波谱出现了明显的双平台结构,且在第二平台尾部出现了连续辐射谱,通过过滤该连续辐射谐波,获得了110 as的孤立脉冲,验证了Yu Oishi等的结果,特定相位条件下可以得到连续的谐波辐射谱。对此,采用半经典的“三步”模型给出了合理解释,并利用小波时频分析方法证实“三步”模型可以准确预言双色激光脉冲谐波谱的截止频率。

本文提出了一个一维μ介子原子模型,用数值积分方法求解了在超强激光场作用下该模型原子的含时Schrdinger方程,得到了它的高次谐波发射谱.该谱表明,借助于这一奇异原子模型,可将相干辐射由XUV波段推向γ-射线波段.针对这个体系的高次谐波发射效率低的缺点,引入双色场后使发射效率提高了两个数量级.