姚惠东 崔波 马思琦 余超 陆瑞锋

(南京理工大学, 理学院应用物理系, 南京 210094)

本文采用数值求解多能带半导体布洛赫方程组的方法开展强激光与双层MoS2材料相互作用产生高次谐波的理论研究.模拟发现, T型堆栈双层MoS2产生的高次谐波在高能区域的转换效率比AA型堆栈双层MoS2高一个数量级.理论分析表明, 由于原子级错位堆栈下晶体对称性被打破, 使原有的部分带间禁戒跃迁路径被打开, 带间跃迁激发通道增加, 大大增大了载流子跃迁概率, 从而增强了高次谐波转换效率.此外, 对谐波产率的波长定标研究表明, 在较长波长的激光驱动下 (> 2000 nm), T型堆栈下所增强的高次谐波具有更高的波长依赖.该工作为如何优化增强固体高次谐波的转换效率提供一种新思路.

1 引 言

近十年来, 强激光与固体材料相互作用产生的高次谐波辐射逐渐成为国际强场激光物理研究领域重点研究的课题[1−4].高次谐波研究的主要动力来源于其极有潜力的应用前景.利用高次谐波辐射可以获得相干的、脉冲持续时间短的极紫外(XUV)光源和X射线源.由于固体材料的介质密度远大于气体靶, 同等激光条件下固体产生的高次谐波转换效率高于气体.在气体介质中, 高次谐波主要由电子电离、回碰产生, 而对于固体材料, 其高次谐波主要由带内电流和带间极化贡献.最近,实验上已经证明[5−11], 强激光与固体材料相互作用能够提供一种全新的手段产生高效率的高次……