2020年度高等學校科學研究優(yōu)秀成果獎科學技術(shù)擬推薦項

1、2018年度高等學?？茖W研究優(yōu)秀成果獎(科學技術(shù))擬推薦項目公示內(nèi)容項目名稱：強激光場中原子分子性質(zhì)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(zhì)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(zhì)及其機理進行了系統(tǒng)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(nèi)外廣泛關注的強場中高次諧波及阿秒脈

2、沖的產(chǎn)生、強場電離等現(xiàn)象進行了研究，解釋了原子、分子在實驗中出現(xiàn)的一些奇特現(xiàn)象并闡明了發(fā)生這些現(xiàn)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(fā)表在nature photonics、nature communications、scientific reports、physical review a、optics express、journal of physics: b等國內(nèi)外物理學權(quán)威刊物上，共計70余篇（其中sci收錄49篇）。我們發(fā)表的文章被nature photonics、nature communications、phys

3、ics reports、phyical review letter、physical review a等國際物理學權(quán)威刊物他引了300次之多。我們的研究成果主要包括以下幾方面: (1)我們首次引入同步壓縮（sst，synchrosqueezing transform）時間-頻率變換技術(shù)，并結(jié)合半經(jīng)典理論方法分析了強激光場驅(qū)動銫（cs）原子產(chǎn)生低能高次諧波的動力學機制nature communications 6，7178（2015，這一研究成果為實驗上實現(xiàn)真空紫外頻率梳奠定了基礎。同時，利用sst從理論上探索了強激光場驅(qū)動原子產(chǎn)生高次諧波過程中多重散射的動力學機制physical review

4、 a 90, 041401r(2014)。這一研究成果對于理解高次諧波的產(chǎn)生以及實驗上實現(xiàn)超短阿秒脈沖具有重要的研究意義。 (2)我們首次在自相互作用修正的優(yōu)化效應勢含時密度泛函理論框架下，結(jié)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(chǎn)生高次諧波的宏觀介質(zhì)演化效應physical review a 88,053415(2013)，并與實驗小組合作探索了低能高次諧波的動力學機制，發(fā)現(xiàn)在電離閾值以下利用控制原子束縛態(tài)可以產(chǎn)生共振增強相位匹配的高次諧波輻射nature photonics 8,437(2014)。 (3)我們探索了原子分子在組合場激光場中產(chǎn)生超短阿秒脈沖的新方法

5、，提出了通過優(yōu)化控制激光脈沖束形狀，使得原子在激光場中產(chǎn)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5-30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43阿秒短得多。 (4)發(fā)展了一套研究原子和復雜分子發(fā)射的高次諧波在介質(zhì)中傳播效應的理論方法。我們率先將最新發(fā)展的定量重散射理論(即qrs 理論)用于研究傳播效應對氣體原子在激光場中產(chǎn)生高次諧波的影響，該方法具有計算量小、計算精度高的優(yōu)點。 (5)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(mo-adk)理論計算準確的分子結(jié)構(gòu)參數(shù)，該研究成果對mo-adk理論的

6、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(shù)職稱工作單位創(chuàng)新性貢獻曾獲科技獎勵情況1李鵬程 副教授西北師范大學負責項目的總體規(guī)劃和組織實施,開展了重要科學發(fā)現(xiàn)中第1、2 和3項的研究工作，首創(chuàng)性地將同步壓縮（sst，synchrosqueezing transform）時間-頻率變換技術(shù)引入強場領域并取得了很好的結(jié)果。同時利用優(yōu)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(chǎn)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1、2、3、4、5、6和7。 1、甘肅省“飛天學者”特聘計劃青年學者（2016）2、甘肅省高等學校優(yōu)秀成果二等獎（2

7、015），甘肅省教育廳 2趙松峰教授西北師范大學開展了重要科學發(fā)現(xiàn)中第2項和第4項研究工作，提出用啁啾激光和極紫外脈沖組合場與分子相互作用產(chǎn)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(jié)構(gòu)參數(shù)的有效方法，并為分子隧穿電離理論計算準確的分子結(jié)構(gòu)參數(shù)，詳見代表性論文8,10。 甘肅省高等學校優(yōu)秀成果二等獎（2015），甘肅省教育廳 3王國利教授西北師范大學開展了重要科學發(fā)現(xiàn)中第3項的研究工作，負責用qrs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(yōu)秀成果二等獎（2015），甘肅省教育廳 4焦志宏 講師西北師范大學開展了重要科學發(fā)現(xiàn)中第2項的研究工作，提出

8、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(chǎn)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(yōu)秀成果二等獎（2015），甘肅省教育廳 5周效信教授西北師范大學開展了重要科學發(fā)現(xiàn)中第2項和第4項的研究工作，提出了用組合場與原子分子相互作用產(chǎn)生單個超短阿秒脈沖的新方案，詳見代表性論文7，8和10。 甘肅省高等學校優(yōu)秀成果二等獎（2015），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(fā)表年月通訊作者/第一作者 (中文名)sci 他引次數(shù)他引 總次數(shù)是否國內(nèi)完成1dynamical origin of near- and below-t

9、hreshold harmonic generation of cs in an intense mid-infrared laser field/ nature communications /李鵬程, 許曄琳, cecil laughlin, and shih-i chu6, 7178 (2015)2015-06李鵬程，shih-i chu1825是2role of laser-driven electron-multirescattering in resonance-enhanced below-threshold harmonic generation in he atoms/ ph

10、ysical review a /李鵬程,許曄琳， cecil laughlin, and shih-i chu90, 041401r(2014)2014-04李鵬程，shih-i chu1419是3high-order-harmonic generation of ar atoms in intense ultrashort laser fields: an all-electron time-dependent density-functional approach including macroscopic propagation effects/ physical review a /

11、李鵬程，shih-i chu88,053415(2013)2013-09李鵬程，shih-i chu46是4effects of macroscopic propagation on spectra of broadband supercontinuum harmonics and isolated-attosecond-pulse generation: coherent control of the electron quantum trajectories in two-color laser fields/ physical review a /李鵬程,shih-i chu86, 01

12、3411(2012)2012-07李鵬程，shih-i chu1320是5generation of isolated sub-20-attosecond pulses from he atoms by two-color midinfrared laser fields/ physical review a /李鵬程, cecil laughlin, and shih-i chu89, 023431 (2014)2014-05李鵬程，shih-i chu2533是6generation of an isolated few-attosecond pulse in optimized inho

13、mogeneous two-color fields/ physical review a /周宜,李鵬程,tak-san ho, shih-i chu92, 023423 (2015)2015-08李鵬程, shih-i chu77是7polarization control of ultrabroadband supercontinuum generation from midinfrared laser-induced harmonic emission/ physical review a /焦志宏,王國利,李鵬程，周效信90, 025401(2014)2014-06焦志宏，李鵬程，周

14、效信99是8generation of isolated sub-40-as pulse from gas-phase co molecule using an intense few-cycle chirped laser and a unipolar pulse/ physical review a /潘云, 趙松峰,周效信87, 035805 (2013)2013-03潘 云，趙松峰, 周效信3133是9conditions for extracting photoionization cross sections from laser-induced high-order-harmonic spectra/ physical review a /86, 015401 (2012)/王國利,金成, anh-thu le, and c. d. lin86, 015401 86, 015401(2012)2012-08王國利，c. d. lin36是10probing orbital symmetry of molecu