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超快激光诱导下材料的非线性电子动力学响应的理论研究

作　者: 焦亚龙
导　师: 王锋
学　校: 北京理工大学
专　业: 物理学
关键词: 含时密度泛函理论阿秒激光飞秒激光电子动力学氟化钙硼化钙
分类号: O437
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 8次
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内容摘要

我们在含时密度泛函理论框架下模拟了超快激光脉冲与材料相互作用电子动力学过程。以CaF₂晶体为例，首先对比分析单脉冲与双脉冲电子动力学响应过程的区别。接着，通过改变子脉冲极化方向，观测非线性能量吸收及电子激发过程。在双色阿秒脉冲作用下，通过调节相位差以及脉冲间隔，我们研究了其电子动力学响应过程。当前结果表明相比单脉冲，在双脉冲作用下，材料激发了更少的电子以及吸收了更少的能量，这和实验上双脉冲具有更高的加工阈值以及更小的热影响区这一事实保持一致。其次，随着脉冲极化角度的增大，电子激发和能量吸收曲线关于180°轴是“准对称”的，这一现象目前还没有被报道过。另外，随着脉冲间隔的增加，激发电子曲线呈现出有趣的振荡行为。最后，在脉冲结束时我们给出单胞的电子密度分布以及导带的电子占据。此外，我们应用两个单色激光场（400nm,800nm），以及它们由不同相位差（0,π π）叠加而成的双色激光研究了CaB6晶体的电子学响应过程。CaB6晶体中的电子激发以及能量吸收过程被详细观测，当前结果表明对于单色情形，调节频率明显影响其激发行为。对于双色情况，调制出的对称型与非对称型的激光场分别辐照在材料上产生了不同的电子动力学响应过程。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 研究的目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  10-12
  1.3 主要研究内容  12-14
第2章理论方法  14-27
  2.1 玻恩-奥本海默近似（Born-Oppenheimer approximation）  14
  2.2 哈特利 -福克近似（Hartree-Fork approximation）  14-15
  2.3 组态相互作用（Configuration Interaction）  15-17
  2.4 密度泛函理论(Density Functional Theory)  17-23
    2.4.1 Hohenberg - Kohn 定理  19-20
    2.4.2 Kohn - Sham 方程  20-23
  2.5 含时密度泛函理论(Time-Depandent Density Functional Theory)  23-27
    2.5.1 Runge-Gross 定理  23
    2.5.2 含时 Kohn-Sham 方程  23-24
    2.5.3 在激光场作用下的 TD-KS 方程  24-27
第3章阿秒激光作用下 CaF_2晶体的电子动力学响应  27-36
  3.1 CaF_2的结构模型及基态电子密度  27
  3.2 相位效应  27-29
  3.3 脉冲间隔的影响  29-31
  3.4 子脉冲极化方向  31-36
第4章双色飞秒激光作用下 CaB6晶体的电子动力学响应  36-40
结论  40-42
参考文献  42-46
攻读学位期间发表论文与研究成果清单  46-47
致谢  47

超快激光诱导下材料的非线性电子动力学响应的理论研究

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