激光偏振参量对光场感生电离电子碰撞机制等离子体电离参量的影响

以基于光场感生电离电子碰撞机制的类钯氙系统为例，计算并讨论了不同抽运激光偏振对等离子体的电离速率、阈值激光强度、电子在激光场中的剩余能量、各电荷态相对集居数、初始电子能量分布等电离参量的影响，计算结果表明，在相同的激光功率密度下，激光偏振对类钯氙41.8nm4d^95d^1S0-4d^95p^1P1跃迁的X射线激光放大影响很大，圆偏振激光抽运更有利于类钯氙41.8nm4d^95d^1S0-4d^95p^1P1跃迁的X射线激光放大的实现。     

光场电离气体原子体系的剩余电子能量

总结并推导了在考虑激光脉冲包络时超短强激光脉冲光场电离多电子气体原子体系的阈上电离能量的计算公式,消除了以往研究中的唯象假设。发展了产生各阶离化态离子的阈值光强和饱和光强的计算方法。数值模拟表明,随激光能量升高,平均剩余电子能量呈现出类似阶梯型平台的饱和行为。     

基于OFI椭圆偏振光场等离子体中电离电子能量分布的研究

在准静态隧道电离理论模型和准经典阈上电离理论模型的基础上,建立了一个描述基于光场感生电离的椭圆偏振光场电离电子能量分布的简单模型,推导出了既易于理解又相对简单适用的描述椭圆偏振光场的电子能量分布函数解析表达式.利用此式数值计算了不同偏振参量下的椭圆偏振光场中类钯氙系统的电子能量分布曲线,计算结果表明在相同的激光功率密度下,偏振参量对基于OFI电子碰撞机制的X射线辐射强度是有影响的,并与报道的实验结果一致 关键词： 椭圆偏振光场 电子能量分布 类钯氙系统 电子碰撞机制     

基于光场感生电离线偏振激励低密度等离子体电离参数研究

以类硼氮系统为例 ,对基于光场感生电离线偏振激励低密度等离子体的电离参数进行了研究 ,由此确定了对于适合复合机制的类硼氮 4 5 .2 1nm的产生 ,其最佳激励激光强度为 5× 10 1 5W cm2 ,并对计算结果进行了分析     

激光触发弱耦合等离子体电离次序光谱分析方法

激光触发产生弱耦合等离子体在超快时间(10~100fs)内,产生离子的方式和机制一直是人们很难探知和计算的。利用激光电离原子的最基本特性,寻找出产生离子时所有的电离路径,将电离路径中产生X射线的路径标记出来加以研究,再结合弱耦合等离子体环境中原子或离子能级移动的性质,对比和计算相同路径下相同电离结果中存在的不同电离方式,可区分产生相同产物的不同电离次序。这套方法可通过罗列计算并对应所产生的特征X射线光谱来确定10~100fs内离子的产生过程以及产生机制,电离路径及电离次序。为激光与物质相互作用在超短时间(10~100fs)内的物理过程研究提供了一种可探测的技术。     

圆偏振光场电离电子能量分布的计算

以准静态隧道电离理论为基础,建立了描述圆偏振光场电离电子能量分布的简单模型,与现有的理论计算及实验结果的比较表明,该模型数学推导简单,物理意义明显,可用于研究高电子温度和（或）较低电子密度的光场电离等离子体参数。     

金激光等离子体冕区电离态特性研究

 提出一种测量金激光等离子体电荷态分布与平均电离度的X射线光谱学诊断方法。该方法基于稳态碰撞-辐射近似，考虑电子离子直接碰撞激发与双电子复合两种激发态布居方式，建立了金M带5f-3d跃迁组辐射总强度与离子态分布的耦合方程。根据实验测量的金平面靶激光等离子体冕区辐射的5f-3d跃迁线系的强度分布，诊断得到了金激光等离子体的电荷态分布与平均电离度。此外，还分析了电子温度、电子密度以及双电子复合过程对电荷态分布及平均电离度诊断的影响，并将实验诊断结果与辐射流体力学理论模拟结果及离化平衡动力学计算结果进行了对比分析。结果表明：实验诊断结果与基于CRE近似的离化平衡动力学计算结果近似；当电子温度高于1.5 keV时，双电子复合过程对电离度的诊断结果影响较小。     

光场电离类镍氪等离子体参数研究

计算了１０ＨＺ、１４０ｆｓ、５０ｍＪ、８００ｎｍ圆偏振光场电离产生的类镍氪等离子体参数,着重研究了电离激光强度对等离子体参数的影响,并由此确定了适合于电子撞激发类镍氪３１．９ｎｍ超紫外（ＸＵＶ）激光系统的最佳激光强度。     

线极化强激光与轻元素气体相互作用产生的电子剩余能

 对线极化超短脉冲强场电离进行了回顾和分析。对不同参数的超短脉冲、线极化强激光与轻元素气体靶相互作用产生的等离子体中电子剩余能进行了解析和粒子模拟(CIC)数值计算。考虑到强场线极化光产生的等离子体的高电离度和低电子温度的特点,采用了有别于通常计算逆轫致吸收的方法,用零温度近似计算逆轫致效应。CIC模拟计算强场与物质相互作用物理过程中还考虑了纵向电场效应。给出了强场线极化光与氦和氖元素气态靶相互作用的理论计算结果和相应的结论。     

高功率激光装置上光致电离等离子体光谱实验的理论研究进展

光致电离等离子体是宇宙中等离子体的一种重要的存在形式,这种等离子体是一些高能天体发射很强的辐射场照射周围的稀薄等离子体产生的。随着高能量密度物理的发展,2009年Fujioka等人使用高功率激光装置（GEKKO-XII激光装置）制造出光致电离硅等离子体,并观测到类似于天文观测中的X射线光谱。本综述重点总结了Fujioka实验以来,各理论工作对实验中X射线光谱的模拟结果,并对光致电离等离子体光谱实验方面的研究进行展望。本文期望为相关研究人员深入理解光致电离等离子体光谱发射的物理机制提供参考。     

强场对Au4团簇性质的影响

采用与时间相关的局域密度泛函 (TDLDA/B3LYP)方法研究Au4团簇的几何构型、分子轨道能级分布和激发能在强激光场中的变化.计算结果表明:电场不能改变Au4团簇的几何构型,随着电场的增加,电离势和电子亲和势增加,而费米能级和能隙减小.通过比较不同电场强度下激发能,指出要产生超短波脉冲或实现X射线软化,强激光场中的团簇的高次谐波是一种可能的途径.     

超短强激光脉冲激励甲烷团簇的内电离机理

采用三维粒子动力学模拟方法研究了甲烷团簇在超短强激光脉冲激励下的爆炸动力学行为,重点讨论了几种典型的内电离机理对团簇爆炸过程中离子的价态和动能的影响.研究表明,在激光脉冲强度比较小的情况下,团簇中的原子主要是在光场作用下通过隧道电离的方式发生电离.当激光场进一步增强时,势垒压低电离是电离的主要方式.在相同的较高激光强度下,团簇更容易通过势垒压低电离达到高的电离价态.团簇发生电离后,其内部库仑电场的点火电离效应和内部滞留自由电子的碰撞电离效应也将增强团簇的再次电离过程. 关键词： 超短强激光脉冲 甲烷团簇 内电离     

碳、氮原子内壳层光电离X射线激光的理论探讨

提出了分析碳、氮原子内壳层光电离X射线激光的解析模型,对C原子K壳层光电离X射线激光的增益进行了理论计算。采用随时间线性增加的X射线抽运速率推导出了激光增益系数随抽运速率的上升速率、原子浓度以衣时间变化的解析表达式,给出了峰值时间和峰值增益。在理论上定量地分析了产生X射线激光所需的激光条件和最佳参数的选取,数值模拟与理论计算的结果是一致的。另外,对N原子K壳层光电离X射线激光作了类似的分析。     

强场X射线激光物理

相干X光,特别是X射线自由电子激光技术的发展提供了一种新的产生超强光场的途径.由于其较高的光子能量、高峰值功率密度与超短的脉冲长度,有望将强场激光物理从可见光波段推进到X光波段.目前,基于X射线的非线性原子分子物理已取得了初步进展,随着X射线光强的提升,相互作用将进入相对论物理、强场量子电动力学(quantum electrodynamics,QED)物理等领域,为激光驱动加速与辐射、QED真空、暗物质的产生与探测等带来新的科学发现机会.本文对强场X射线激光在固体中的尾场加速、真空极化、轴子的产生与探测等方面进行介绍,旨在阐明X射线波段强场物理在若干基础前沿与关键应用方面的独特优势,并对未来的发展方向进行展望.     

低强度周期量级脉冲驱动排列分子的非次序双电离

本文利用三维经典系综模型研究了低强度周期量级脉冲驱动排列分子的非次序双电离. 结果表明, 电子对的关联特性强烈地依赖于分子的排列方向和激光脉冲的载波包络相位; 垂直分子反关联电子对的比例总是高于平行分子反关联电子对的比例; 当载波包络相位从0到π 逐渐增加时, 反关联电子对的数目先增加再减少; 对于平行分子, 电子对的释放总是以正关联为主; 而垂直分子的主导关联模式则依赖于激光脉冲的载波包络相位, 当载波包络相位为0.3π-0.7π之间时, 电子对以反关联释放为主, 其他相位下以正关联为主. 本文利用分子势能曲线和电子返回能量很好地解释了电子关联特性对分子排列方向和载波包络相位的依赖关系.     

氢原子的多光子共振电离

线极化光场下氢原子Ｓｃｈｒｄｉｎｇｅｒ方程，可以迭代方法求解，并用电离问题边界条件，求复本征值，由此可得到多光子共振电离公式，并与实验比较     

激光强度依赖的阈下谐波产生机制

利用广义伪谱方法精确数值求解了氢原子在强激光场中的三维含时薛定谔方程,获得了强激光中氢原子的含时波函数,利用时间依赖的偶极矩的傅里叶变换得到了高次谐波谱,研究了氢原子在强激光场中发射低于电离阈值的谐波谱对激光强度的依赖性.研究发现,激光强度在低于电离阈值的谐波产生的通道选择的过程中扮演着重要角色,主要有两种量子通道对阈下谐波的产生有贡献,即广义的短轨道和长轨道,其中长轨道对激光场强度比较敏感.结合小波时频变换、经典轨道分析、以及强度依赖的量子通道选择分析,本文阐明了其背后的物理机制.