Harmonic emission from cluster nanoplasmas subject to intense short laser pulses
研究了短脉冲强红外激光作用下团簇纳米等离子体的谐波辐射。在以前的出版物[M。Kundu等人，Phys. Rev. A 76，033201（2007）]，我们报道了粒子单元模拟结果，其显示当电离和膨胀团簇的Mie等离子体频率与相应的谐波频率共振时，低阶谐波的共振增强。同时，我们发现，高次谐波几乎不存在于光谱中，即使在高强度。目前的文件是集中在分析建模的过程中。我们发现，由于非线性共振的动力学随机性抑制高次谐波的发射。
2008-05-07 physics.atm-clus physics.plasm-ph
Dynamics of Nanometer-Scale Foil Targets Irradiated with Relativistically Intense Laser Pulses
在这封信中，我们报告的高谐波辐射的实验研究中产生的纳米级箔靶照射下的正常入射。实验构成了第一个明确的观察奇数相对论谐波产生的$\vec{v}\times\vec{B}$组件的洛伦兹力验证了长期预测的固体目标谐波的属性。同时，所观察到的谐波光谱允许在实验场景中的目标密度的原位提取，这对于诸如由超强激光的辐射压力的离子加速的应用是最感兴趣的。
2010-09-08 physics.plasm-ph
Ion heating, burnout of the HF field and ion sound generation under the development of a modulation instability of an intense Langmuir wave in a plasma
强烈的长波等离子体波的一维参数不稳定性的发展被认为是在所谓的混合模型，当电子被视为流体和离子被视为粒子。当平均等离子体场能量低于（Zakharov的混合模型-- ZHM）或大于（Silin的混合模型-- SHM）等离子体热能时，对这两种情况进行分析。能量转移到离子和离子扰动的发展下的不稳定性的效率被认为是各种值的电子-离子质量比。发现低频（LF）振荡（离子声波）的能量远低于最终离子动能。我们还讨论了高频（HF）场的阻尼率的变化对不稳定性发展的影响。HF场的吸收减少导致等离子体密度腔内HF场燃尽的延迟和HF谱的加宽。同时，在ZHM和SHM中，离子速度分布均趋于正态分布。
2015-04-18 physics.plasm-ph
Intense high-harmonic optical vortices generated from a micro-plasma-waveguide irradiated by a circularly polarized laser pulse
提出了一种产生强高次谐波光学涡旋的方案。当相对论性强的圆偏振激光脉冲照射微等离子体波导时，它依赖于光的自旋轨道相互作用。强激光场在波导的内边界处驱动一个强表面波，当激光在波导内传播时，会产生高次谐波。对于圆偏振驱动激光器，光学手征性被压印到表面波，这有助于将基波的自旋角动量转换为谐波的轨道角动量。一个“动摇波导”模型的发展表明，上述现象的出现是由于非线性等离子体响应，修改电磁模式在高强度。我们进一步表明，所有谐波光束的相速度自动匹配的驱动激光，使谐波强度随传输距离的增加。谐波产生的效率与表面波破碎效应有关，使用紧密聚焦的激光可以显著增强表面波破碎效应。我们的模拟表明可以实现总体转换效率$\sim5\%$。
2022-02-17 physics.optics physics.plasm-ph
Sub-lambda gratings, surface plasmons, hotter electrons and brighter x-ray sources- enhanced absorption of intense, ultrashort laser light by tiny surface modulations
我们观察到近100%的光吸收在强烈的超短激光等离子体相互作用中的金属涂层（金玻璃）在适当的条件下的子λ光栅结构和随后的“热”电子产生的光栅等离子体。在低强度制度，我们确定的条件下，单色红外线（λ = 800 nm，对应于我们在随后的实验中使用的超短激光的中心波长）有效地激发表面等离子体在光栅。然后我们研究了当我们用低强度超短脉冲激发它们时，表面等离子体共振条件的变化。我们观察在宽范围（2x 10 e12 Wcm-2- 2x 10 e15 Wcm-2）内改变入射光强度的光的反射率。在整个光强范围内，满足谐振条件的光栅反射率最低。我们比较的数据与那些从高度抛光（λ/10）Au镜目标在相同的条件下。在高强度下，我们观察了在有和没有共振条件下来自两个靶的硬X射线发射。硬X射线谱显示出双麦克斯韦分布，即在共振条件下存在较热分量的两个温度热电子分布，而在所有其他情况下，它显示出仅存在一个低温分量。
2007-12-09 physics.plasm-ph
Spin-to-Orbital Conversion of Angular Momentum in Harmonic Generation Driven by Intense Circularly Polarized Beam
首次提出并研究了一种基于强圆偏振激光与平面薄膜相互作用实现自旋-轨道角动量转换的新物理机制。通过理论分析和数值模拟，证实了相对论CP激光束（即使是高斯光束）垂直入射平面薄膜后，会产生携带轨道角动量（OAM）的涡旋谐波。这种涡旋谐波的产生是由于等离子体表面的涡旋振荡由CP束的涡旋纵向电场谐波驱动。在谐波产生过程中，由于总角动量守恒，基频光子的自旋角动量转化为谐波光子的OAM。此外，如果采用初始涡旋光束或螺旋相位板，谐波光子的OAM可以更好地调谐和控制。
2019-03-12 physics.optics physics.plasm-ph
Intense high harmonic vector beams from relativistic plasma mirrors
空间非均匀极化矢量光束由于其独特的场特性和与物质相互作用的新颖效应而在许多应用中具有重要意义。在这里，通过三维粒子模拟，我们表明，在极紫外线到X射线光谱区域的强烈的矢量光束可以通过高次谐波产生（HHG）在相对论制度。在相对论等离子体镜的极端非线性高次谐波动力学过程中，基波激光束的矢量特征可以相干地转移到高频辐射上。矢量谐波光束可以合成为阿秒矢量光束。还可以产生携带轨道角动量的矢量谐波光束。这种明亮的涡旋和矢量光源在各种应用中提供了新的机会，例如具有高空间和时间分辨率的成像，超快磁光谱学和粒子操纵。
2021-03-19 physics.optics physics.plasm-ph
Observation of Ion-wave Satellites to Laser Harmonics in Intense Picosecond Laser-Solid Interaction
本文首次在超强亚皮秒激光与固体靶相互作用中观测到激光谐波的规律红蓝移伴线，频移略低于电子临界密度相关的离子等离子体波频率，并指出强光场减弱德拜屏蔽导致动态各向异性德拜长度增大，对等离子体物理有广泛影响。
2025-10-31 physics.optics physics.plasm-ph
Towards temporal characterization of intense isolated attosecond pulses from relativistic surface high harmonics
相对论表面高次谐波被认为是产生极紫外（XUV）和X射线光谱范围内的强孤立阿秒脉冲的独特来源。然而，它的实验实现仍然是一个具有挑战性的任务，需要确定的最佳条件，产生孤立的阿秒脉冲，以及他们的时间特性。在这里，我们展示了两个方向的测量。特别是，我们已经向发射的XUV辐射的时间特性的第一步，通过调整阿秒条纹相机的概念，以确定相对论表面高次谐波的时域特性。这些结果得到了PIC模拟的支持，将平均（多次发射）XUV持续时间的上限设定为<6 fs，即使在由非CEP控制的相对论性几周期光脉冲驱动时也是如此。此外，通过测量相对论表面高次谐波谱对驱动红外激光场载波包络相位（CEP）的依赖关系，我们从实验上确定了产生强孤立阿秒脉冲的最佳条件。
2019-05-04 physics.optics physics.plasm-ph
Efficient generation of intense spatial and spatiotemporal vortex harmonics using plasma mirrors
针对等离子体镜产生涡旋谐波能量转换效率低的问题，提出添加相对论高斯泵浦光束作为能量源，通过模拟证明可将转换效率提升数个数量级，并能独立控制谐波的频率与轨道角动量。
2023-11-23 physics.optics physics.plasm-ph
Relativistic Whistle: High Order Harmonics Induced by the Ultra-Intense Laser Pulse Propagating inside the Fiber
用二维粒子模拟方法研究了超强短脉冲激光在光纤中的传输。纤维是一个狭窄的中空通道，其壁由过密的等离子体组成。在激光脉冲与光纤壁的非线性相互作用中，产生了高次谐波。足够高的谐波，纤维壁是透明的，以一定的角度向外传播。这是一个具有非常短波长的相干光超短脉冲发生器的方案。
2003-09-13 physics.comp-ph physics.ins-det physics.optics
Intense isolated few-cycle attosecond XUV pulses from overdense plasmas driven by tailored laser pulses
利用粒子模拟技术，提出了一种产生高强度孤立的阿秒数周期XUV脉冲的方法。当具有锐边的剪裁激光脉冲照射箔靶时，可以激发出强的横向净电流，从靶背面发射出几个周期的XUV脉冲。孤立脉冲在时域中是超短的，持续时间为几百阿秒。与其他高次谐波XUV源相比，它在光谱域中的带宽也很窄。它的大部分能量被限制在等离子体频率附近，并且在等离子体频率以下没有低次谐波。实验还表明，可以产生峰值场强达$ 8\times 10^{12} $ V $\mathrm{m}^{-1}$的XUV脉冲。不需要脉冲选择和光谱过滤，这种强烈的几个周期的XUV脉冲更适合于许多应用。
2014-06-12 physics.plasm-ph
Attospiral generation upon interaction of circularly polarized intense laser pulses with cone-like targets
利用三维粒子等离子体模拟程序，研究了圆柱形等离子体中高强度脉冲的产生。由于靶是旋转对称的，因此考虑了圆偏振激光脉冲在空心圆锥靶轴上的传播。大的入射角和恒定的有质动力压导致相对论电子的纳米聚束，这是激光驱动同步辐射的原因。本文提出了一种数值方法来确定引起attopulses存在的相干辐射的来源和方向。谐波谱中的强度调制可用推广到高阶γ尖峰区的相干同步辐射模型来描述。高次谐波的空间分布类似于螺旋形状，其被聚焦到目标后面的小体积中。
2015-09-22 physics.plasm-ph
Relativistic Oscillating Window Driven by an Intense Laguerre Gaussian Laser Pulse
研究强Laguerre-Gaussian激光束通过小孔衍射产生高次谐波，发现周边电子动力学导致不同偏振态LG脉冲具有不同选择定则，推导并验证了预测谐波拓扑荷及相对强度的理论，为产生携带可控OAM的高强度UV或X射线脉冲铺路。
2025-06-26 physics.optics physics.plasm-ph
Super-intense Single Attosecond Pulse Generation by Plasma Gating
研制了一种用于产生单脉冲超强阿秒脉冲的等离子体门控装置。它是一种钻孔效应的表现，限制了一个激光周期内最强的阿秒脉冲发射。所产生的脉冲的特征在于稳定的谐波相位$ψ\approx \pmπ/2$和缓慢衰减的指数谱，该指数谱由$γ$ -尖峰缩放和CSE缩放限定。讨论了低频区的相位振荡和高频区的涨落。我们还表明，在高频区的相位起伏可以减少包括辐射反作用力。
2018-03-06 physics.plasm-ph
High frequency sheath modulation and higher harmonic generation in a low pressure very high frequency capacitively coupled plasma excited by sawtooth waveform
采用粒子模拟方法研究了锯齿波激励下低压甚高频电容耦合等离子体（CCP）的放电不对称性、高次谐波产生和电子加热机制.两个电流密度，50 A/m2和100 A/m2被选择用于在氩等离子体中的5 mTorr的恒定气压。驱动频率从13.56 MHz变化到54.24 MHz。在较低的驱动频率下，观察到接地电极处瞬时鞘边缘位置的高频调制。这些高频振荡在鞘层边缘附近产生多个电离束状结构，其驱动放电中的等离子体密度，并且在较低驱动频率下负责放电/电离不对称性。相反地，电极电压显示在较高驱动频率下的高次谐波产生，并且在体等离子体中观察到相应的电场瞬变。在较低的驱动频率下，电子加热是最大的鞘层边缘附近的电子冷却等离子体块内，然而，交替加热和冷却，即突发状结构，在较高的驱动频率下获得。这些结果表明，在这些放电中的电子加热将无法准确地描述简单的分析模型。
2020-07-19 physics.plasm-ph
Influence of Surface Waves on Plasma High Harmonic Generation
分析了表面等离子体波（SPW）对强激光与稠密等离子体相互作用产生高次谐波（HHG）的影响。它示出，表面波导致远离光轴的谐波的发射。这些离轴谐波违反了从1D模型中发现的奇偶校验选择规则。此外，我们的调查在高度相对论制度指向一个新的SPW生成过程的存在。
2011-08-09 physics.plasm-ph
Simple scaling equations for electron spectra, currents and bulk heating in ultra-intense short-pulse laser-solid interaction
超强激光与固体密度靶相互作用可以产生强的高能电子流。特别是对于超短激光脉冲，由于瞬时电流可能与平均值显著不同，因此对于许多非线性过程，需要考虑其时间演化。因此，需要一个动态模型，包括电子电流的时间变化，该电子电流超出了具有两倍激光频率的简单聚束，但在其他情况下需要恒定电流。在这里，我们提出了一个新的时间依赖性模型来描述激光产生的电流，并获得简单的表达式的时间演变和平均值的修正。为了验证该模型及其预测能力，我们展示了时间演化、光谱分布和空间调制对块状靶材料欧姆加热的影响。
2018-07-02 physics.plasm-ph
Generation of synchronized high-intensity x-rays and mid-infrared pulses by Doppler-shifting of relativistically intense radiation from near-critical-density plasmas
结果表明，当相对论强度超短激光脉冲从等离子体的边界反射与近临界密度，多普勒频移导致产生强烈的辐射在高频，高达X射线，范围内，并在低频，中红外，范围。能量转换到大于3 $μ$ m的波长范围的效率可以达到百分之几，这使得可以获得中红外范围内的相对论强度的脉冲。这些脉冲与紫外线和X射线范围内的高次谐波同步，这为高精度泵浦探测测量，特别是激光诱导电子衍射和瞬态吸收光谱提供了机会。
2022-07-08 physics.plasm-ph
Attosecond electron bunch generation by an intense high-order harmonic pulse interacting with a thin target
该研究提出以激光-等离子体产生的高次谐波驱动薄靶，生成约100阿秒、高准直电子束团，并通过参数分析优化了激光强度与靶位置。
2025-09-29 physics.acc-ph physics.plasm-ph
How to generate intense isolated attosecond pulses from relativistic plasma mirrors?
高功率激光在相对论等离子体镜上产生多普勒谐波是产生明亮阿秒光爆的一条有希望的途径。然而，一个主要的挑战是找到一种方法来产生孤立的阿秒脉冲，更适合于时间分辨实验，而不是脉冲串。阿秒灯塔效应是一种很有前途的技术，它将不同的传播方向印刻到训练的连续阿秒脉冲上，然后在远场中对一个脉冲进行空间滤波。然而，在相对论范围内，等离子体镜会因入射激光的辐射压力而弯曲，从而聚焦产生的谐波光束。这增加了谐波光束的发散度，并且使得难以在角度上分离阿秒脉冲。在这篇文章中，我们提出了两种新的技术，易于在实验中，显着减少多普勒谐波的发散，并实现了孤立的阿秒脉冲的灯塔效应的产生，而不需要几个周期的激光脉冲。它们的有效性证明了使用国家的最先进的模拟，这表明，隔离的阿秒脉冲与$10$ TW峰值功率在X-UV范围内可以产生与PW类激光器。这些技术同样可以应用于其他生成机制，以减轻对生成隔离阿秒脉冲所需的激光脉冲的持续时间的约束。
2020-03-30 physics.optics physics.plasm-ph
High-Harmonic Generation and Spin-Orbit Interaction of Light in a Relativistic Oscillating Window
当强激光束照射固体薄膜靶上的小孔时，强激光场驱动小孔周围的表面等离子体振荡，该振荡起着"相对论振荡窗口"的作用。穿过这样的孔径的衍射光包含基本激光频率的高次谐波。当驱动激光束被圆偏振时，高次谐波产生（HHG）过程有助于将基波光的自旋角动量转换为谐波的固有轨道角动量。通过理论建模和全三维粒子模拟，证明了$n$阶谐波光束是具有拓扑电荷$|l| = n-1$的光学涡旋，并且对于足够强的激光束，产生了幂律谱$I_n\propto n^{-3.5}$，其中$I_n$是$n$阶谐波的强度.这项工作开辟了一个新的领域的可能性，产生强烈的极紫外漩涡，和衍射为基础的高次谐波研究在相对论强度。
2021-03-22 physics.optics physics.plasm-ph
Bow wave from ultra-intense electromagnetic pulses in plasmas
研究了强激光脉冲在欠密等离子体中传播时产生的头波激发的新效应。由于激光脉冲能量在横向上的扩展，头波引起电子密度的大尺度横向调制。这可以显著地增加尾波的电势，因为尾波在比激光脉冲腰宽得多的区域中产生。
2008-09-26 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Quantum vacuum processes in the extremely intense light of relativistic plasma mirror sources
拍瓦级激光系统的出现允许在受控环境中产生前所未有强度的电磁场，从而推动越来越多的努力通过与量子真空的相互作用来探测尚未观察到的过程。尽管如此，控制这些影响的最低强度等级仍然超出了预期能力的数量级，因此预计这种努力仍然极具挑战性。然而，近年来，等离子体反射镜已成为跨越这一差距的一个有前途的桥梁，使强烈的红外激光脉冲转换成相干聚焦多普勒谐波光束躺在X-UV范围。在这项工作中，我们提出了定量预测的量子真空签名时产生的光束被集中到$10^{24}$和$10^{28}\ \mathrm{W.cm}^{-2}$之间的强度。这些签名，其中特别包括光子-光子散射和电子-正电子对创建，获得使用国家的最先进的大规模并行数值工具。在识别实验上有利的配置，我们还考虑了聚焦谐波光束与辅助光束的耦合，并提供与其他已建立的方案进行比较。我们的研究结果表明，一个单一的相干聚焦谐波光束可以产生尽可能多的散射光子作为两个红外脉冲在正面碰撞，并确认谐波光束的耦合到一个辅助光束引起显着水平的非弹性散射，因此持有的潜力，大大提高可达到的信噪比在实验中。
2022-02-03 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
Generating intense attosecond pulses and vectorizing polarization states from laser-plasma interactions
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
研究通过激光等离子体相互作用生成高阶谐波矢量束，利用理论分析和三维粒子-网格模拟揭示偏振和轨道角动量转换机制，展示通过驱动场拓扑电荷控制发射谐波的偏振拓扑和OAM，实现高强度阿秒脉冲的产生。
2026-04-01 physics.optics physics.plasm-ph
Second Harmonic Generation Through Backward Raman Scattering in Magnetized Plasmas Driven by Circularly Polarized Intense Lasers
Alzahra University（阿尔扎哈拉大学）；University of Tehran（德黑兰大学）
研究通过反向拉曼散射在磁化等离子体中产生二次谐波的非线性级联过程，揭示了激光偏振方向与磁场方向的相对手性对等离子体行为的影响，以及环形共振强度对谐波生成的调控作用。
2026-04-28 physics.comp-ph physics.optics physics.plasm-ph
Harmonic Generation from Laser-Irradiated Clusters
利用粒子模拟方法分析了短脉冲强红外激光作用下团簇纳米等离子体的谐波辐射。一个明显的共振增强的低次谐波产量被发现时，米氏等离子体频率的电离和扩展集群共振与各自的谐波频率。我们发现，一个强大的，非线性的共振耦合的集群电子与激光场抑制相干电子运动，抑制发射的辐射和限制的频谱，只有低次谐波。提出了一种泵浦-探测方案来监测团簇膨胀过程的电离动力学。
2007-04-25 physics.optics physics.plasm-ph
