[发明专利]一种利用单光子单电离机制重构电场包络的方法

权利要求书

1.一种利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、将测量到的单个阿秒脉冲与工作气体相互作用获得电子动量谱，对电子动量谱通过最小二乘法重构出阿秒脉冲的电场包络分布E_atto；

S2、测量得到不同阿秒脉冲-红外电场相对延时下产生的旁带信号和单光子电离信号的强度比；

S3、根据步骤S1得到的阿秒脉冲电场包络分布E_atto，以及步骤S2得到的旁带信号和单光子电离信号的强度比，通过最小二乘法重建红外电场的包络E_L0。

2.根据权利要求1所述的利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，该方法中的工作气体为惰性气体中的一种。

3.根据权利要求1所述的利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，步骤S1中通过最小二乘法重构出阿秒脉冲电场的包络分布E_atto，其步骤包括：

S11、将测量到的单个阿秒脉冲与原子气体相互作用得的电子动量谱进行逆傅里叶变换，得到时域信号TD；

S12、将时域信号TD按照系数待定的五阶三角形式傅里叶级数展开式，通过最小二乘法拟合，重构出阿秒脉冲的电场包络分布E_atto。

4.根据权利要求1或3所述的利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，步骤S1中电子动量谱的获得方法为：

电子动量谱是通过数值求解单个阿秒脉冲驱动下，原子气体的含时薛定谔方程得到。

5.根据权利要求1所述的利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，步骤S2中的旁带信号和单光子电离信号的获得方法为：

旁带信号和单光子电离信号是通过数值求解不同阿秒脉冲-红外电场相对延时下，原子气体的含时薛定谔方程得到。

6.根据权利要求1所述的利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，该方法中的旁带信号是处于原子基态的电子波包吸收一个阿秒光子发生单电离并同时吸收或释放一个红外光子产生的。

7.根据权利要求1所述的利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，该方法中的单光子电离信号，是处于原子基态的电子波包吸收一个阿秒光子发生单电离产生的。

8.根据权利要求1所述的利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，步骤S3中红外电场的包络的计算方法为：

将测量得到的不同阿秒脉冲-红外电场相对延时下获得的旁带信号和单光子电离信号的强度比按照以下公式：

或

通过最小二乘法拟合得到红外电场的包络；

其中，J₁，J_-1和J₀分别为一阶贝塞尔函数，负一阶贝塞尔函数和零阶贝塞尔函数；k_2m+2是处于原子基态的电子波包吸收一个阿秒光子发生单电离并同时吸收一个红外光子得到的旁带信号的动量；k_2m是处于原子基态的电子波包吸收一个阿秒光子发生单电离并同时释放一个红外光子得到的旁带信号的动量；k_2m+1是单光子电离信号的动量；ω_L是红外电场的角频率；td是阿秒脉冲和红外电场之间的相对延时。

9.根据权利要求8所述的利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，按照公式拟合所需的旁带信号是通过处于原子基态的电子波包吸收一个阿秒光子发生单电离并同时吸收一个红外光子得到的。

10.根据权利要求8所述的利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，其特征在于，按照公式拟合所需的旁带信号是通过处于原子基态的电子波包吸收一个阿秒光子发生单电离并同时释放一个红外光子得到的。