2018年度高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎(jiǎng)科學(xué)技術(shù)擬推薦項(xiàng)

2018項(xiàng)目名稱：強(qiáng)激光場中原子分子性質(zhì)及其機(jī)理的研究主要完成單位：西北師范大學(xué)推薦單位：西北師范大學(xué)推薦獎(jiǎng)種：自然科學(xué)獎(jiǎng)主要完成人：李鵬程趙松峰王國利焦志宏周效信項(xiàng)目簡介：強(qiáng)激光場中原子分子性質(zhì)的研究屬于原子分子物理學(xué)與光學(xué)交叉的學(xué)科，目前是國際物理學(xué)重要的前沿研究領(lǐng)域，其研究成果具有重要的科學(xué)意義和廣闊的應(yīng)用前景，特別是在超快過程的測量方面。我們就原子分子在強(qiáng)激光場中的性質(zhì)及其機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，提出了一些新的理論方法來處理原子分子體系在激光場中的動(dòng)力學(xué)行為，并利用這些方法對(duì)目前國內(nèi)外廣泛關(guān)注的強(qiáng)場中高次諧波及阿秒脈沖的產(chǎn)生、強(qiáng)場電離等現(xiàn)象進(jìn)行了研究，解釋了原子、分子在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些奇特現(xiàn)象并闡明了發(fā)生這些現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。我們的研究成果（其中部分研究是與堪薩斯大學(xué)、臺(tái)灣大學(xué)、堪薩斯州立大學(xué)的同行合作開展的）已先后發(fā)表在、ais、等國內(nèi)外物理學(xué)權(quán)威刊物上，共計(jì)余篇（其中收錄篇）。我們發(fā)表的文章被、、、、等國際物理學(xué)權(quán)威刊物他引了次之多。我們的研究成果主要包括以下幾方面我們首次引入同步壓縮（，）時(shí)間頻率變換技術(shù)，并結(jié)合半經(jīng)典理論方法分析了強(qiáng)觥場驅(qū)動(dòng)銫（）原子產(chǎn)生低能高次諧波的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，a，這一研究成果為實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)真空紫外頻率梳奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，利用從理論上探索了強(qiáng)激光場驅(qū)動(dòng)原子產(chǎn)生高次諧波過程中多重散射的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。這一研究成果對(duì)于理解高次諧波的產(chǎn)生以及實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)超短阿秒脈沖具有重要的研究意義。我們首次在自相互作用修正的優(yōu)化效應(yīng)勢含時(shí)密度泛函理論框架下，結(jié)合考慮宏觀傳播效應(yīng)的麥克斯韋方程，研究了惰性氣體原子在強(qiáng)激光場中產(chǎn)生高次諧波的宏觀介質(zhì)演化效應(yīng)，并與實(shí)驗(yàn)小組合作探索了低能高次諧波的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)在電離閾值以下利用控制原子束縛態(tài)可以產(chǎn)生共振增強(qiáng)相位匹配的高次諧波輻射。我們探索了原子分子在組合場激光場中產(chǎn)生超短阿秒脈沖的新方法，提出了通過優(yōu)化控制激光脈沖束形狀，使得原子在激光場中產(chǎn)生高次諧波的截止位置和強(qiáng)度得到大幅度提高，從理論上獲得了脈寬范圍為阿秒的超短脈沖該脈沖寬度比目前實(shí)驗(yàn)上得到的最短脈沖阿秒短得多。發(fā)展了一套研究原子和復(fù)雜分子發(fā)射的高次諧波在介質(zhì)中傳播效應(yīng)的理論方法。我們率先將最新發(fā)展的定量重散射理論即理論用于研究傳播效應(yīng)對(duì)氣體原子在激光場中產(chǎn)生高次諧波的影響，該方法具有計(jì)算量小、計(jì)算精度高的優(yōu)點(diǎn)。

我們研究了如何采用取向依賴的電離概率和高次諧波了解分子軌道中電子的分布情況并為分子隧穿電離理論 理論計(jì)算準(zhǔn)確的分子結(jié)構(gòu)參數(shù)，該研究成果對(duì)理論的進(jìn)一步推廣應(yīng)用具有非常重要的意義。主要完成人情況：排名完成人技術(shù)職稱工作單位創(chuàng)新性貢獻(xiàn)曾獲科技獎(jiǎng)勵(lì)情況李鵬程副教授西北師范大學(xué)負(fù)責(zé)項(xiàng)目的總體規(guī)劃和組織實(shí)施開展了重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)中第1和項(xiàng)的研究工作，首創(chuàng)性地將同步壓縮( ，)時(shí)間頻率變換技術(shù)引入強(qiáng)場領(lǐng)域并取得了很好的結(jié)果。同時(shí)利用優(yōu)化控制激光脈沖束形狀,提出了原子分子在組合場激光場中產(chǎn)生超短阿秒脈沖的新方法為超快過程的觀測和控制提供理論上的支持，詳見代表性論文 和 71甘肅省“飛天學(xué)者”特聘計(jì)劃青年學(xué)者()、甘肅省高等學(xué)校優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)()，甘肅省教育廳趙松峰教授西北師范大學(xué)開展了重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)中第項(xiàng)和第項(xiàng)研究H作提出用啁啾激光和極紫外脈沖組合場與分子相互作用產(chǎn)生單個(gè)超短阿秒脈沖并首次提出改進(jìn)分子隧穿電離理論中用到的分子結(jié)構(gòu)參數(shù)的有效方法并為分子隧穿電離理論計(jì)算準(zhǔn)確的分子結(jié)構(gòu)參數(shù)詳見代表性論文，甘肅省高等學(xué)校優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)( ),甘肅省教育廳王國利教授西北師范大學(xué)開展了重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)中第項(xiàng)的研究工作，負(fù)責(zé)用理論計(jì)算原子分子的宏觀高次諧波譜，詳見代表性論文9甘肅省高等學(xué)校優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)( ),甘肅省教育廳焦志宏講師西北師范大學(xué)開展了重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)中第項(xiàng)的研究工作，提出用橢圓偏振激光脈沖和極紫外脈沖組合場與原子相互作用產(chǎn)生單個(gè)超短阿秒脈沖，詳見代表性論文7甘肅省高等學(xué)校優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)( ),甘肅省教育廳周效信教授西北師范大學(xué)開展了重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)中第項(xiàng)和第項(xiàng)的研究工作提出了用組合場與原子分子相互作用產(chǎn)生單個(gè)超短阿秒脈沖的新方案，詳見代表性論文，和。甘肅省高等學(xué)校優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)( ),甘肅省教育廳

論文、論著目錄：序號(hào)論文、專著名稱刊名作者影響因子年卷頁碼年卷頁碼發(fā)表年月通訊作者第一作者中文名他引次數(shù)他引總次數(shù)是否國內(nèi)完成1Dynamicaloriginofnear-andbelow-thresholdharmonicgenerationofCsinanintensemid-infraredlaserfield/NatureCommunications/李鵬程，許曄琳,CecilLaughlin,andShih-IChu12.1246,7178(2015)2015-06李鵬程，1825是2Roleoflaser-drivenelectron-multirescatteringinresonance-enhancedbelow-thresholdharmonicgenerationinHeatoms/PhysicalReviewA/李鵬程，許曄琳，CecilLaughlin,andShih-IChu2.92590,041401R(2014)2014-04李鵬程，1419是3High-order-harmonicgenerationofAratomsinintenseultrashortlaserfields:Anall-electrontime-dependentdensity-functionalapproachincludingmacroscopicpropagationeffects/PhysicalReviewA/李鵬程，Shih-IChu2.92588,053415(2013)2013-09李鵬程，46是4Effectsofmacroscopicpropagationonspectraofbroadbandsupercontinuumharmonicsandisolated-attosecond-pulsegeneration:Coherentcontroloftheelectron2.92586,013411(2012)2012-07李鵬程，1320是

quantumtrajectoriesintwo-colorlaserfields/PhysicalReviewA/李鵬程上卜山“Chu5Generationofisolatedsub-20-attosecondpulsesfromHeatomsbytwo-colormidinfraredlaserfields/PhysicalReviewA/李鵬程，CecilLaughlin,andShih-IChu2.92589,023431(2014)2014-05李鵬程，2533是6Generationofanisolatedfew-attosecondpulseinoptimizedinhomogeneoustwo-colorfields/PhysicalReviewA/周宜，李鵬程,Tak-SanHo,Shih-IChu2.92592,023423(2015)2015-08李鵬程77是7Polarizationcontrolofultrabroadbandsupercontinuumgenerationfrommidinfraredlaser-inducedharmonicemission/PhysicalReviewA/焦志宏，王國利,李鵬程，周效信2.92590,025401(2014)2014-06焦志宏，李鵬程，周效信99是8Generationofisolatedsub-40-aspulsefromgas-phaseCOmoleculeusinganintensefew-cyclechirpedlaserandaunipolarpulse/PhysicalReviewA/潘云，趙松峰，周效信2.92587,035805(2013)2013-03潘云，趙松峰周效信3133是9Conditionsforextractingphotoionizationcrosssectionsfromlaser-inducedhigh-order-harmonicspectra/PhysicalReviewA/86,015401(2012)/王國利,金成,Anh-ThuLe,andC.D.Lin2.92586,01540186,015401(2012)2012-08王國利，36是

10Probingorbitalsymmetryofmoleculesviaalignment-depend