2018年度高等学校科学研究优秀成果奖科学技术拟推荐项

2018项目名称：强激光场中原子分子性质及其机理的研究主要完成单位：西北师范大学推荐单位：西北师范大学推荐奖种：自然科学奖主要完成人：李鹏程赵松峰王国利焦志宏周效信项目简介：强激光场中原子分子性质的研究属于原子分子物理学与光学交叉的学科，目前是国际物理学重要的前沿研究领域，其研究成果具有重要的科学意义和广阔的应用前景，特别是在超快过程的测量方面。我们就原子分子在强激光场中的性质及其机理进行了系统的研究，提出了一些新的理论方法来处理原子分子体系在激光场中的动力学行为，并利用这些方法对目前国内外广泛关注的强场中高次谐波及阿秒脉冲的产生、强场电离等现象进行了研究，解释了原子、分子在实验中出现的一些奇特现象并阐明了发生这些现象的动力学机制。我们的研究成果（其中部分研究是与堪萨斯大学、台湾大学、堪萨斯州立大学的同行合作开展的）已先后发表在、ais、等国内外物理学权威刊物上，共计余篇（其中收录篇）。我们发表的文章被、、、、等国际物理学权威刊物他引了次之多。我们的研究成果主要包括以下几方面我们首次引入同步压缩（，）时间频率变换技术，并结合半经典理论方法分析了强觥场驱动铯（）原子产生低能高次谐波的动力学机制，a，这一研究成果为实验上实现真空紫外频率梳奠定了基础。同时，利用从理论上探索了强激光场驱动原子产生高次谐波过程中多重散射的动力学机制。这一研究成果对于理解高次谐波的产生以及实验上实现超短阿秒脉冲具有重要的研究意义。我们首次在自相互作用修正的优化效应势含时密度泛函理论框架下，结合考虑宏观传播效应的麦克斯韦方程，研究了惰性气体原子在强激光场中产生高次谐波的宏观介质演化效应，并与实验小组合作探索了低能高次谐波的动力学机制，发现在电离阈值以下利用控制原子束缚态可以产生共振增强相位匹配的高次谐波辐射。我们探索了原子分子在组合场激光场中产生超短阿秒脉冲的新方法，提出了通过优化控制激光脉冲束形状，使得原子在激光场中产生高次谐波的截止位置和强度得到大幅度提高，从理论上获得了脉宽范围为阿秒的超短脉冲该脉冲宽度比目前实验上得到的最短脉冲阿秒短得多。发展了一套研究原子和复杂分子发射的高次谐波在介质中传播效应的理论方法。我们率先将最新发展的定量重散射理论即理论用于研究传播效应对气体原子在激光场中产生高次谐波的影响，该方法具有计算量小、计算精度高的优点。

我们研究了如何采用取向依赖的电离概率和高次谐波了解分子轨道中电子的分布情况并为分子隧穿电离理论 理论计算准确的分子结构参数，该研究成果对理论的进一步推广应用具有非常重要的意义。主要完成人情况：排名完成人技术职称工作单位创新性贡献曾获科技奖励情况李鹏程副教授西北师范大学负责项目的总体规划和组织实施开展了重要科学发现中第1和项的研究工作，首创性地将同步压缩( ，)时间频率变换技术引入强场领域并取得了很好的结果。同时利用优化控制激光脉冲束形状,提出了原子分子在组合场激光场中产生超短阿秒脉冲的新方法为超快过程的观测和控制提供理论上的支持，详见代表性论文 和 71甘肃省“飞天学者”特聘计划青年学者()、甘肃省高等学校优秀成果二等奖()，甘肃省教育厅赵松峰教授西北师范大学开展了重要科学发现中第项和第项研究H作提出用啁啾激光和极紫外脉冲组合场与分子相互作用产生单个超短阿秒脉冲并首次提出改进分子隧穿电离理论中用到的分子结构参数的有效方法并为分子隧穿电离理论计算准确的分子结构参数详见代表性论文，甘肃省高等学校优秀成果二等奖( ),甘肃省教育厅王国利教授西北师范大学开展了重要科学发现中第项的研究工作，负责用理论计算原子分子的宏观高次谐波谱，详见代表性论文9甘肃省高等学校优秀成果二等奖( ),甘肃省教育厅焦志宏讲师西北师范大学开展了重要科学发现中第项的研究工作，提出用椭圆偏振激光脉冲和极紫外脉冲组合场与原子相互作用产生单个超短阿秒脉冲，详见代表性论文7甘肃省高等学校优秀成果二等奖( ),甘肃省教育厅周效信教授西北师范大学开展了重要科学发现中第项和第项的研究工作提出了用组合场与原子分子相互作用产生单个超短阿秒脉冲的新方案，详见代表性论文，和。甘肃省高等学校优秀成果二等奖( ),甘肃省教育厅

论文、论著目录：序号论文、专著名称刊名作者影响因子年卷页码年卷页码发表年月通讯作者第一作者中文名他引次数他引总次数是否国内完成1Dynamicaloriginofnear-andbelow-thresholdharmonicgenerationofCsinanintensemid-infraredlaserfield/NatureCommunications/李鹏程，许晔琳,CecilLaughlin,andShih-IChu12.1246,7178(2015)2015-06李鹏程，1825是2Roleoflaser-drivenelectron-multirescatteringinresonance-enhancedbelow-thresholdharmonicgenerationinHeatoms/PhysicalReviewA/李鹏程，许晔琳，CecilLaughlin,andShih-IChu2.92590,041401R(2014)2014-04李鹏程，1419是3High-order-harmonicgenerationofAratomsinintenseultrashortlaserfields:Anall-electrontime-dependentdensity-functionalapproachincludingmacroscopicpropagationeffects/PhysicalReviewA/李鹏程，Shih-IChu2.92588,053415(2013)2013-09李鹏程，46是4Effectsofmacroscopicpropagationonspectraofbroadbandsupercontinuumharmonicsandisolated-attosecond-pulsegeneration:Coherentcontroloftheelectron2.92586,013411(2012)2012-07李鹏程，1320是

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

10Probingorbitalsymmetryofmoleculesviaalignment-depend