2018項目名稱：強激光場中原子分子性質及其機理的研究主要完成單位：西北師范大學推薦單位：西北師范大學推薦獎種：自然科學獎主要完成人：李鵬程趙松峰王國利焦志宏周效信項目簡介：強激光場中原子分子性質的研究屬于原子分子物理學與光學交叉的學科，目前是國際物理學重要的前沿研究領域，其研究成果具有重要的科學意義和廣闊的應用前景，特別是在超快過程的測量方面。我們就原子分子在強激光場中的性質及其機理進行了系統的研究，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力學行為，并利用這些方法對目前國內外廣泛關注的強場中高次諧波及阿秒脈沖的產生、強場電離等現象進行了研究，解釋了原子、分子在實驗中出現的一些奇特現象并闡明了發生這些現象的動力學機制。我們的研究成果（其中部分研究是與堪薩斯大學、臺灣大學、堪薩斯州立大學的同行合作開展的）已先后發表在、ais、等國內外物理學權威刊物上，共計余篇（其中收錄篇）。我們發表的文章被、、、、等國際物理學權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（，）時間頻率變換技術，并結合半經典理論方法分析了強觥場驅動銫（）原子產生低能高次諧波的動力學機制，a，這一研究成果為實驗上實現真空紫外頻率梳奠定了基礎。同時，利用從理論上探索了強激光場驅動原子產生高次諧波過程中多重散射的動力學機制。這一研究成果對于理解高次諧波的產生以及實驗上實現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化效應勢含時密度泛函理論框架下，結合考慮宏觀傳播效應的麥克斯韋方程，研究了惰性氣體原子在強激光場中產生高次諧波的宏觀介質演化效應，并與實驗小組合作探索了低能高次諧波的動力學機制，發現在電離閾值以下利用控制原子束縛態可以產生共振增強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生超短阿秒脈沖的新方法，提出了通過優化控制激光脈沖束形狀，使得原子在激光場中產生高次諧波的截止位置和強度得到大幅度提高，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驗上得到的最短脈沖阿秒短得多。發展了一套研究原子和復雜分子發射的高次諧波在介質中傳播效應的理論方法。我們率先將最新發展的定量重散射理論即理論用于研究傳播效應對氣體原子在激光場中產生高次諧波的影響，該方法具有計算量小、計算精度高的優點。

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 理論計算準確的分子結構參數，該研究成果對理論的進一步推廣應用具有非常重要的意義。主要完成人情況：排名完成人技術職稱工作單位創新性貢獻曾獲科技獎勵情況李鵬程副教授西北師范大學負責項目的總體規劃和組織實施開展了重要科學發現中第1和項的研究工作，首創性地將同步壓縮( ，)時間頻率變換技術引入強場領域并取得了很好的結果。同時利用優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“飛天學者”特聘計劃青年學者()、甘肅省高等學校優秀成果二等獎()，甘肅省教育廳趙松峰教授西北師范大學開展了重要科學發現中第項和第項研究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生單個超短阿秒脈沖并首次提出改進分子隧穿電離理論中用到的分子結構參數的有效方法并為分子隧穿電離理論計算準確的分子結構參數詳見代表性論文，甘肅省高等學校優秀成果二等獎( ),甘肅省教育廳王國利教授西北師范大學開展了重要科學發現中第項的研究工作，負責用理論計算原子分子的宏觀高次諧波譜，詳見代表性論文9甘肅省高等學校優秀成果二等獎( ),甘肅省教育廳焦志宏講師西北師范大學開展了重要科學發現中第項的研究工作，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生單個超短阿秒脈沖，詳見代表性論文7甘肅省高等學校優秀成果二等獎( ),甘肅省教育廳周效信教授西北師范大學開展了重要科學發現中第項和第項的研究工作提出了用組合場與原子分子相互作用產生單個超短阿秒脈沖的新方案，詳見代表性論文，和。甘肅省高等學校優秀成果二等獎( ),甘肅省教育廳

論文、論著目錄：序號論文、專著名稱刊名作者影響因子年卷頁碼年卷頁碼發表年月通訊作者第一作者中文名他引次數他引總次數是否國內完成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