بخشی از مقاله
چکیده
با حل عددی معادله شرودینگر، طیف هارمونیک های مرتبه بالا با استفاده از میدان لیزری دورنگی در حضور نانوساختار مورد بررسی قرار گرفت. با تغییر مقادیر فاز نسبی و زمان تاخیر بین دو پالس، می توان مقدار فرکانس قطع و همچنین مدولاسیون طیفی ناحیه تخت را کنترل کرد. نتایج نشان می دهد که ناحیه ی تختی با مدولاسیون کم با پهنای 145 الکترون ولت با استفاده از این تکنیک قابل مشاهده است.
مقدمه
امروزه پالس آتوثانیه پایه تولید هارمونیک مرتبه بالا است .[1] تولید هارمونیک مرتبه بالا یک پدیده غیرخطی شدیدی است. فرآیند تولید هارمونیک مرتبه بالا میتواند توسط مدل نیمه کلاسیکی سه مرحلهای - یونیزاسیون، شتاب گیری و بازترکیب در میدان لیزری خارجی - شرح داده شود. بدین ترتیب زمانی که پالس لیزری قوی با یک اتم یا مولکول برهمکنش میکند، خارجیترین الکترون از قید هسته آزاد میشود و سپس درون میدان شتاب میگیرد. به این معنا که، الکترون ابتدا از یون والد فاصله می گیرد و با تغییر جهت میدان به سمت یون والد باز خواهد گشت و با احتمالی بازترکیب میشود و در نتیجه یک فوتون پرانرژی آزاد میشود. طیف های هارمونیکهای مرتبه بالا سه ویژگی مشترک دارند: ابتدا برای مرتبههای پایین تر کاهش شدت هارمونیک رخ می دهد. سپس تا مرتبه خاصی شدت هارمونیکها تقریبا ثابت است - ناحیه تخت - . در نهایت در یک مرتبه خاص شدت هارمونیکها به سرعت کاهش یافته و تولید هارمونیک متوقف میشود - فرکانس قطع - . می باشد. یک روش برای تولید هارمونیکهای مرتبه بالا استفاده از نانو ساختارهای فلزی میباشد که در آن شدت پالس فرودی کمتر از روشهای مرسوم تولید هارمونیک است .[2] علت حضور نانوساختار را می توان ناشی از افزایش محلی میدان دانست. بنابراین علاقه مندی های زیادی در این ارتباط بوجود آمده است .[8-3] تاکنون، مطالعه ای در مورد برهمکنش میدان های دورنگی متشکل از دو پالس با طول موجهای مرکزی 800 و 1064 نانومتر - به ترتیب خروجی لیزرهای Ti:S و - Nd:YAG در حضور نانوساختار فلزی پاپیونی شکل انجام نشدهاست. بنابراین در این مقاله سعیشدهاست با استفاده از میدانهای مذکور با فاز نسبی و زمان تاخیر بهینه، یک طیف با فرکانس قطع بیشتر و ناحیه تخت پیوستهتر تولید شود.
ب - طیف هارمونیک در حضور نانو ساختار فلزی
در این قسمت اثر حضور نانو ساختار فلزی بر روی طیف هارمونیک برای میدان فرودی بهینه شده مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این کار نانو ساختار فلزی با ناهمگن شدن میدان درمحل گاف نانو ساختار مدل سازی شد. با افزایش ضریب ناهمگنی میدان محلی بصورت تقریبا یکنواخت در محل گاف افزایش پیدا خواهد کرد. برای گام اول در شکل -4ب برای میدان فرودی با زمان تاخیر و فاز نسبی بهینه ی 0 و - شکل -4الف - ، یعنی مورد بیشترین فرکانس قطع بدون در نظر گرفتن مدولاسیون طیفی، طیف هارمونیک ها برای ضریب ناهمگنی با مقادیر 0 ، 0.003 ، 0.005 و 0.007 نشان داده میشود. برای محاسبه، بیشترین - شکل - 4 طیف هارمونیک با یک و بهینه بر اساس فرکانس قطع بیشتر با وارد کردن پارامتر ناهمگنی.
