激光场与代理场

原子、分子和光学（AMO）物理学中采用偶极近似来描述激光诱导过程的惯例，是用一个需要虚拟源电流才能存在的“代理”场的单个麦克斯韦方程，取代了支配激光场的四个无源麦克斯韦方程。激光场是横波，而代理场是纵波；两者之间不存在规范等价性。代理场有时虽有用，但其局限性严重。一个例子是“阈上电离”（ATI）现象：用代理场理解令人惊讶，但用激光场方法则在观测前就能自然预测。一个常被忽视的局限性是，含时薛定谔方程（TDSE）的数值解对于代理场是精确的，但对于激光场则不然。接受代理场概念在低效部署研究资源方面代价高昂。使用近 40 年历史的横场方法进行的计算，代理场仍无法匹敌。横场方法适用于“隧穿”域、“多光子”域，并且如本文所示，也适用于低频“磁”域。试图在 TDSE 中引入低频磁场修正并不能指望产生有意义的结果。它们将基于不恰当的麦克斯韦方程、不存在的虚拟源，并且随着场频率降低会趋近于恒定电场特性。激光场在所有频率下均以光速传播；它们不能趋近于恒定场极限。极强的激光场明确具有相对论性；一个能连续连接到相对论域的非相对论极限，在概念上和数学上都比构建一个在强度增加时必然失效的代理场理论更为简单。