Rayleigh 与 Taylor 平面波多极级数近似之间空间相位延迟效应的比较

随着实验学家探索当前一代光源提供的强场辐射新机遇，新的理论工具在处理因激光强度增加和波长缩短而引发的挑战性非线性动力学方面变得不可避免。虽然许多理论研究出于方便采用电偶极近似，但在强场机制下，该近似的有效性值得怀疑。我们详细比较了延迟项 $e^{i\mathbf{k} \cdot \mathbf{r}}$ 在 Taylor 和 Rayleigh 级数多极近似中的展开，其中径向矢量与传播方向之间的夹角任意选定为 $45^{\circ}$。本文验证了与广泛使用的 Taylor 展开相比，Rayleigh 平面波展开提供了更大的有效范围。我们还注意到，Taylor 近似的球贝塞尔函数复现了正则球贝塞尔函数的下限，但在渐近区域偏差很大。我们得出结论，使用 Rayleigh 平面波展开提供了多极展开任意阶最准确的贡献。利用这些近似预测的短波长强激光脉冲与基态氢原子相互作用产生的偶极和非偶极光电子能谱的差异，显示了 Taylor 展开中缺失的高阶项的重要性。