個人簡歷
張敬濤,山東青州人。1995年畢業於山東曲阜師範大學物理系, 2004年獲中國科學院上海光機所光學理學博士學位, 同年晉升為研究員。 2005年獲得上海市青年科技啟明星基金資助。2005年12月至2006年11月在日本京都大學能量理工學研究所進行訪問研究。現為強場雷射物理國家重點實驗室強場超快原子物理研究青年學術帶頭人。
研究方向
學科方向、意義及研究內容
超強超短雷射與原子、分子的相互作用是當今強場物理研究的一個重要前沿研究領域。原子、分子的強場電離及其伴生的各種非線性效應是強場物理領域中的一個研究熱點,對此開展深入系統的研究對於人們了解強場物理的基本過程,發現新的物理規律都具有十分重要的科學意義。
基於處理電子和集體態的光子(強雷射)的嚴格解的非微擾量子電動力學理論已經在強場雷射物理領域獲得巨大套用。這種全新的非微擾量子散射理論將非微擾量子電動力學的方法引入原子物理的研究中,將雷射場和原子作為相互作用的量子系統處理,追求光子和電子相互作用系統的嚴格解,建立了強雷射與物質相互作用的非微擾量子電動力學理論。該理論具有準確、解析、物理過程清晰的特點,在許多問題的處理上糾正了經典物理處理的誤區,導出和預言了一系列重要物理現象和物理量。
研究課題
開展的研究課題如下:
1) 強雷射場中電子的重散射現象研究:研究重散射效應對於人們了解強場物理的基本過程,發現新的物理規律,以及了解物質的內部結構,都具有十分重要的意義。
2) 阿秒物理過程的相對論效應研究:採用非微擾量子電動力學理論研究阿秒脈衝產生及其與物質的相互作用,並著重研究其中相對論效應的影響。該理論處理相對論問題的最大優勢在於該理論本身就是相對論性的。
3) 強雷射與原子相互作用過程中庫侖勢的影響:在研究強雷射與原子分子的相互作用中,庫侖勢在相互作用有重要影響和多方面的體現。我們將採用數值模擬和數學解析相結合的方法,全面、系統研究強雷射與原子相互作用中庫侖勢的影響。
3、研究生培養
主要協助徐至展院士指導研究生開展工作。現在已經畢業碩士研究生一名,博士研究生兩名,並協助兩名博士研究生開展工作。
4、現有的課題名稱
1)周期量級超短雷射脈衝中位相相關的現象及套用研究(國家自然科學基金面上項目);
2)阿秒物理的相對論效應研究(上海市科委青年科技啟明星項目)。
所獲成就
張敬濤研究員多年來致力於雷射和原子的相互作用研究。他根據非微擾量子電動力學的理論,研究了強雷射場中原子的閾上電離、高次諧波生成,周期量級雷射脈衝中的位相相關效應,以及強雷射場中電子的Kaptiza-Dirac (KD)效應等。這些工作成功解釋了一系列實驗觀測並預言了若干有待觀測的新現象:
A) 首次發現了光電子角分布噴射結構的產生和演化的機制並確立了光電子角分布隨光電子能量的變化規律[J. Phys. B 35, 4809 (2002)]。該研究從理論上確立並成功解釋了國際上多個著名實驗小組的實驗觀測,糾正了他們有關噴射結構的不正確解釋[Phys. Rev. Lett. 97, 193002 (2006) ];
B) 首次發現電子的角分布服從標度定律[Phys. Rev. A 68, 043404 (2004)]。該定律將光電子的角分布與原子的結合能、雷射強度、光電子的能量相聯繫,使得實驗物理學家易於選擇實驗參數,使得理論物理學家確定等價角分布並和實驗比較;
C) 首次證實了Batelaan等人的實驗觀測,預言了電子譜存在邊帶現象和不同雷射強度下電子譜的變化規律,確立了電子發生KD效應的臨界強度,並提出利用強雷射場中的KD效應實現了電子束的相干控制如分流和反射等[Phys. Rev. Lett. 92, 233603 (2004)];
D) 成功展示了周期量級超短雷射脈衝中原子電離的位相相關現象,並首次闡明了這些現象隨光電子能量、雷射強度及脈寬等物理量產生和演化的規律。該研究解釋了若干最前沿的實驗觀測結果,並為超短脈衝對光電子的相干控制奠定了基礎[Phys. Rev. A 68, 013402 (2003);ibid. 69, 043409 (2004); ibid. 69, 053410(2004)];
E) 確立了周期量級超短雷射脈衝中的標度定律[Opt. Exp. 15, 7621 (2007)],並用不同的方法給予驗證[Opt. Exp. 13, 8708 (2005)]。該定律將周期量級超短雷射脈衝中特有的位相相關現象與原子的結合能、超短雷射脈衝的脈寬和強度以及光電子的能量結合起來,為不同雷射脈衝中位相相關的現象實驗觀測提供了重要參考;
F) 研究了強雷射場中負離子的多光子離解現象,再現了實驗觀測到的光電子角分布的反常結構,闡明了光電子角分布隨雷射強度和頻率的變化規律[Phys. Rev. A 74, 025402(2006);ibid 75, in press (2007)]。該研究用無參數的理論再現了國際上多參數處理的主要結果,並預言了更高雷射強度下光電子角分布的多種反常結構;