波包动力学-飞秒激光操纵波包过程

本文介绍了波包动力学的基本理论和数值模拟方法,尤其是在飞秒激光与分子相互作用领域中的应用,探讨了飞秒激光引起的波包过程（包括波包的制备、波包的干涉）,以及利用调频脉冲、脉冲串和优化脉冲形状控制波包动力学的方案。     

波包动力学-

本文介绍了波包动力学的基本理论和数值模拟方法,尤其是在飞秒激光与分子相互作用领域中的应用,探讨了飞秒激光引起的波包过程     

飞秒激光脉冲作用下氢原子径向和角向波包的产生与演化

采用劈裂-伪谱方法求解激光场中的含时薛定谔方程,探讨飞秒激光脉冲中氢原子波包的演化过程.研究了氢原子激发态的径向分布,角向分布、各态布居和电子云密度随时间的变化关系.在用共振激光脉冲控制氢原子波包演化的过程中径向分布、角向分布、各态布居和电子云密度随时间发生变化,但发现径向分布和角向分布在变化的过程中始终经过一些特殊点,并从理论上分析了存在这些特殊点的原因.     

Selective Alignment of D2 Induced by Two Ultrashort Laser Pulses

通过求解D₂分子在飞秒激光场中的含时薛定谔方程,研究了室温下D₂分子在超快飞秒激光驱动下的的转动波包动力学. 选择用第一束超短飞秒脉冲与温度为300 K的D₂分子系综相互作用产生一个相干转动波包,用第二束超短飞秒脉冲在波包的1/4和3/4恢复周期选择操纵D₂分子取向. 研究结果表明,通过选择两束超短飞秒脉冲的延迟时间,可以有效控制D₂分子转动波包中奇偶态的相对布居,从而选择性的控制D₂分子取向.     

H-在金属面附近光剥离的波包动力学研究

利用波包演化和自关联函数方法对H^-在金属面附近光剥离的波包动力学进行了研究.结果表明,金属面附近光剥离电子的波包演化和回归结构与H^-到金属面的距离、激光脉冲的脉冲宽度和初始动量都有一定的关系.因此,可以通过改变离子表面距离和激光脉冲的参数对光剥离电子的动力学性质进行调控研究.除此之外,光剥离电子的镜像态寿命对波包的演化和自关联函数也会产生一定的影响:考虑镜像态寿命的影响时,随着时间的演化,波包概率密度的振幅逐渐减小,波包整体上有明显的衰减,寿命对波包演化过程中的干涉有削弱的作用;通过对电子波包的自关联函数研究,发现无限长寿命的电子波包有很好的量子回归现象,而当考虑寿命因素后光剥离电子波包随着时间的演化会发生周期性的坍塌和扩散,经过一段时间后,该回归现象消失.本文的理论研究可以为表面附近电子波包动力学的实验研究提供一定的参考价值. 关键词： 波包 演化和回归 自关联函数 金属面     

NaI分子的非绝热效应

利用含时波包法研究了NaI分子在飞秒脉冲激光作用下的动力学演化情况.由于受非绝热效应的影响,波包运动到势能面的交叉区域时发生分裂.研究表明:非绝热效应引起的波包分裂是分子解离的根源,而且随着演化时间的增加非绝热效应变得越来越明显.同时,分别采用量子力学和经典力学理论探讨了NaI分子在非绝热过程中的演化规律以及解离概率随脉冲波长的变化关系. 关键词： 非绝热效应 NaI分子 飞秒脉冲 含时波包     

利用强飞秒激光脉冲串传递相干波包

用一维两态波包动力学模型从理论上研究了碘分子在两个激光脉冲串作用下有泵浦－拉下过程。计算中碘分子的基态和激发态势能面采用莫尔斯势能面,含时薛定谔方程通过分裂算符快速富里叶变换方法求解,基电子态的振动本征函数采采不连续变量方法计算,初步波包选择为电子基态的振动基本征函数,两个势能面之间的耦合采用偶极近似,激光脉冲的形状选择为高斯脉冲。利用上述的含时波包法实时地模拟了碘分子通过中间Ｂ态向基电子Ｘ态的高     

NaLi分子飞秒含时光电子能谱的理论研究

运用三态模型和含时波包方法,研究了NaLi分子处于强飞秒抽运-探测激光场中的波包动力学过程和时间分辨光电子能谱,并且揭示了飞秒激光脉冲参数与NaLi分子光电子能谱之间的关系.研究发现:对于不同的激光波长,波包的振动周期是不同的,而且随着抽运-探测脉冲延迟时间的不同,NaLi分子光电子能谱的谱峰高度和位置发生变化;当λ1=352 nm并且?t=400 fs时,外阱中相应的光电离信号(0.5 eV处)明显强于内阱中相应的光电离信号(1.35 eV处).计算结果表明,NaLi分子激发态41Σ+上波包动力学的一些信息能够通过其光电子能谱反映出来.这些结果可以为实验上实现分子的光控制以及量子操控过程提供一些有价值的参考信息,并为进一步的理论研究提供重要依据.     

飞秒激光脉宽对三态阶跃型分子波包运动的影响研究

用含时波包法研究了三态阶跃型K_2分子在强飞秒泵浦-探测激光场中脉宽对波包动力学过程的影响.研究表明激光场强较弱或者脉宽较短都可能不出现Autler-Townes分裂.波包的振荡周期随脉宽增长而增大,而振荡幅度随脉宽增长而减小.脉宽影响Rabi振荡,而Rabi振荡的变化又导致了基态和激发态布居数周期性变化.首次量化了脉宽对激发态布居数的影响,表明变化频率随着泵浦场强的增强而增大.研究表明调节激光脉宽可实现对态布居数的选择性分布,可以为实验上实现分子的光控制提供重要参考.     

飞秒激光脉宽对三态阶跃型分子波包运动的影响研究

用含时波包法研究了三态阶跃型K2分子在强飞秒泵浦-探测激光场中脉宽对波包动力学过程的影响.研究表明激光场强较弱或者脉宽较短都可能不出现Autler-Townes分裂.波包的振荡周期随脉宽增长而增大,而振荡幅度随脉宽增长而减小. 脉宽影响Rabi振荡,而Rabi振荡的变化又导致了基态和激发态布居数周期性变化．首次量化了脉宽对激发态布居数的影响,表明变化频率随着泵浦场强的增强而增大．研究表明调节激光脉宽可实现对态布居数的选择性分布,可以为实验上实现分子的光控制提供重要参考．     

飞秒激光脉宽对非绝热耦合分子波包运动的影响研究

利用含时波包法研究了强飞秒泵浦-探测激光场中激光脉宽对非绝热耦合NaI分子波包运动的影响.发现波包的振荡周期随脉宽增长而增大,而振荡幅度随脉宽增长而减小.非绝热效应引起的波包在交叉区域的分裂情况影响各态布居.脉宽增长,NaI分子的激发概率增大,而解离概率减小.研究表明调节激光场脉宽可实现对波包运动的控制从而控制态布居的选择性分布.研究结果可以为实验上实现分子的光控制以及量子调控过程提供一定的参考.     

Li2分子含时波包动力学的理论研究

利用含时量子波包方法计算得到了Li2分子的光电子能谱,并运用波包动力学理论对含有不同参量的光电子能谱现象给出了合理的解释。通过分析文中的直观图像,研究了波包的动力学过程。结果表明,泵浦-探测脉冲的延迟时间对光电子能谱的形状有重要的影响;在较短延迟时间下,能谱独特的四峰现象是由光诱导势的产生引起的。     

Li2分子含时波包动力学的理论研究

利用含时量子波包方法计算得到了Li2分子的光电子能谱,并运用波包动力学理论对含有不同参量的光电子能谱现象给出了合理的解释.通过分析文中的直观图像,研究了波包的动力学过程.结果表明,泵浦-探测脉冲的延迟时间对光电子能谱的形状有重要的影响;在较短延迟时间下,能谱独特的四峰现象是由光诱导势的产生引起的.     

磁场中氢里德堡波包的自动关联函数

本文采用激光短脉冲激发磁场中氢原子,研究氢里德堡波包在磁场中随时间的演化.结果证实氢里德堡波包在磁场中的运动也与闭合轨道密切相关.讨论了脉冲宽度τ对自动关联函数的影响以及不同初始态下的自动关联函数.     

三态K2分子飞秒含时光电子能谱的理论研究

利用三态模型和含时波包法, 研究了K₂分子在强飞秒抽运-探测激光场中延时、脉宽以及抽运波长对光电子能谱和波包动力学过程的影响. 研究结果表明, 激光场强较弱或者脉宽较短都可能不发生Autler-Townes分裂, 光电子能谱呈现出单峰结构; 延时和抽运波长的改变影响能峰结构、位置和相对峰高; 对于不同的抽运波长, 波包的振动周期是相同的, 波包振荡幅度随脉宽增大而减小; 光电子能谱反映了波包动力学信息. 研究结果可以为实验上实现分子的光控制以及量子调控过程提供一定的参考, 并为进一步研究K₂分子的动力学性质提供有用的信息.     

Laser-induced Alignment and Coulomb Explosion of CO2

实验研究了CO₂分子在飞秒强激光脉冲作用下的动力学过程,包括分子取向,隧穿电离和库仑爆炸,激光强度从1×10¹³W/cm²变化到6×10¹⁴W/cm². 当激光强度小于分子的电离阈值时,CO₂分子的非绝热转动激发形成一个相干转动波包,波包演化导致分子沿激光电场方向取向. 激光脉冲结束后,分子取向可以周期性地再现,利用另一束激光可以对取向结构进一步进行修饰. 当激光强度大于分子     

用飞秒离子产率谱和光电子影像解析振动波包动力学

时间分辨光电离是揭示多原子分子激发态动力学的一种强有力的实验方法.根据收集信号的种类,可以采用不同的测量方法:时间分辨离子产率谱(TR-IYS)和时间分辨光电子成像(TR-PEI).本文综述介绍了光电离测量与电子结构的基本概念,以及在实验上区分不同几何结构之间的振荡波包运动的几个重要研究工作,并举例说明飞秒TR-IYS和TR-PEI是如何被用来探测激发态势能面上相干振动波包的演化过程.     

两种扩展Harper模型的波包动力学

本文通过二次矩M₂(t)和概率分布W_n(t)数值地研究了两种扩展Harper模型的波包动力学,得到了这两种模型中各个相、各条临界线以及三相点的波包扩散情况.对于第一种扩展Harper模型,发现两个金属相中波包是弹道扩散的,在绝缘体相中波包不扩散,而在三相点以及各条临界线上波包是反常扩散的.同时,发现金属相—金属相转变的临界线上的波包动力学行为与金属相—绝缘体相转变的临界线上的相同,但三相点的动力学行为与各临 关键词： 金属绝缘体转变 扩展Harper模型 波包动力学     

光纤中短间距脉冲串的非线性传输特性与混沌孤子波包产生

采用分步傅里叶算法,在基元脉冲数分别为9、17和25及相邻基元脉冲时间间隔分别为1、2及3的情况下,对短间隔脉冲串在光纤负色散区的非线性传榆特性进行数值研究.研究结果表明,尽管脉冲数、脉冲位置、脉冲强度和相邻两脉冲间的时间间隔随距离变化,且在传输过程中弱脉冲基座会扩展到很宽的时间范围,但是整个主脉冲波包始终保持局域即其时间间隔几乎不变,展宽速度不明显.同时,主脉冲波包永不重复前面的轮廓,即波包演化出现混沌行为.短间隔脉冲串的非线性演化可以形成混沌孤子波包,基元脉冲间的时间间隔及脉冲串的脉冲数都会影响混沌孤子波包的子脉冲数和它的持续时间.     

矩形弹子球中的量子波包分析(英文)

利用波包分析量子力学体系的动力学行为在研究经典和量子的对应关系方面越来越成为一个非常重要的方法.利用高斯波包分析方法,我们计算了矩形弹子球体系的自关联函数,自关联函数的峰和经典周期轨道的周期符合的很好,这表明经典周期轨道的周期可以通过含时的量子波包方法产生.我们还讨论了矩形弹子球的波包回归和波包的部分回归,计算结果表明在每一个回归时间,波包出现精确的回归.对于动量为零的波包,初始位置在弹子球内部的特殊对称点处,出现一些时间比较短的附加的回归.