稀土离子上转换发光是理解多光子激发过程和上转换发光机制的重要基础研究。用方波调制飞秒脉冲作为激发光源,理论、实验研究了Dy3+掺杂玻璃的上转换发光调控,结果表明在较高、较低激光强度下上转换发光具有不同的控制效率。通过考虑高阶多光子吸收过程进一步研究了其物理控制机制,即上转换发光多光子吸收包括双光子和四光子吸收过程。在整个激发过程中,四光子吸收的相对权重随着激光强度增加而增加,由于双光子和四光子跃迁路径的相消干涉,上转换发光在不同激光强度下表现出不同的控制行为。在高激光强度下,观测稀土离子高阶多光子吸收过程为理解多光子吸收上转换发光机制提供了清晰的图像,并为调控上转换发光提供了新的方法。
用变分法求解含有三阶、五阶非线性项以及Kerr色散项的非线性薛定谔方程(NLSE)。推导出不同参数下高斯脉冲参量随传播距离的演化方程。结果表明特定条件下,脉冲在一定距离内以呼吸子的形式稳定传播。在较强的Kerr色散效应下,孤子的强度变化会增大,传播过程中波峰变尖。
为了研究金属纳米结构下高次谐波辐射的过程,通过数值求解薛定谔方程理论研究了He+在蝴蝶型金属纳米结构下高次谐波辐射的特点。结果表明在蝴蝶型金属纳米结构下,谐波辐射截止频率随He+空间位置远离纳米结构中心点而增大;当He+沿正(负)向远离纳米结构中心点时,谐波截止频率主要由激光正(负)向部分产生。由于金属纳米结构的间隙尺寸有限,谐波辐射在某一特定He+空间位置呈现最大截止频率。在双色场调控下,谐波光谱呈现一个333 eV的超长平台区,通过叠加该平台区谐波可获得脉宽在25~28 as的超短远紫外脉冲。