正交双色场中氢分子非次序双电离的研究

利用经典系综模型,研究了正交双色场作用下氢分子非次序双电离中双电离电子的相关特性.结果表明,双电离电子相关动量谱强烈地依赖于正交双色场的相对相位.通过改变正交双色场的相对相位,相关动量可以从反相关模式转变为相关模式.向后分析表明,相关电子动量谱对双色场相对相位的依赖关系起源于碰撞过程中碰撞电子碰撞角和碰撞动量对相对相位...     

不同分子取向下氢分子非次序双电离对核间距的依赖关系

利用三维经典系综模型研究了氢分子非次序双电离对核间距的依赖性.在不同分子取向下,氢分子双电离率随核间距的增大而先增大后减小,在核间距为4a.u.时取最大值.氢分子非次序双电离对核间距的依赖性随分子轴与激光偏振方向间夹角φ的增大而减弱.φ=0时,氢分子非次序双电离包含丰富的相关模式,对核间距有强烈的依赖性φ=π/2时,不同核间距下的相关模式相似,重碰撞在双电离过程中发挥更重要的作用.这些结果表明分子结构对双原子分子非次序双电离有重要影响. 关键词： 非次序双电离 核间距 关联动量分布     

分子核间距对非时序双电离的影响

利用半经典再散射模型研究了激光强度在一定范围内时分子核间距对非时序双电离过程的影响.分别计算了非时序双电离率、两电子的电离能、两电子的动量相关、Coulomb和激光场的复合势随分子核间距的变化关系.研究表明,分子核间距在1.0—6.0 a.u.范围内时,非时序双电离率和两电子动量和为零的双电离事件数随着分子核间距的增大而增大.当分子核间距继续增大(大于6.0 a.u.)时,非时序双电离率和两电子动量和为零的双电离事件数却减小.     

强场非次序双电离中再碰撞动力学的强度依赖

利用三维经典系综模型系统地研究了不同强度线偏振激光脉冲驱动下He原子的非次序双电离.结果表明在非次序双电离中回碰电子的返回次数、两电子的碰撞距离和电子对的关联特性都强烈地依赖于激光强度.对于750 nm,随着激光强度的增加,单次返回诱导的非次序双电离事件逐渐减少,而多次返回事件的比例显著增加.对于1500 nm,随着激光强度的增加,前三次返回诱导的非次序双电离事件都会减少,返回次数大于3的轨道对非次序双电离的贡献逐渐增加.这是因为在高强度下每次返回过程中母核的库仑吸引对返回电子横向偏离的补偿较弱,所以需要更多次的返回来补偿电子的横向偏离以实现再碰撞.轨道分析表明非次序双电离中两电子的碰撞距离随激光波长和强度的增加而逐渐减小.最后讨论了非次序双电离中电子对的关联特性对返回次数的依赖.     

强激光场下原子超快动力学过程中的能量交换

利用三维经典系综模型,研究了整个系综两电子(Ar原子为例)从激光场吸收的能量对激光参数(波长、激光强度和椭偏率)的依赖关系.结果显示,当激光强度固定,波长增加时,整个系综两电子从激光场吸收的能量整体呈上升趋势,但不同强度下趋势略有差异.在较低强度时整个系综两电子从激光场吸收的能量对波长的依赖关系呈现持续平稳增加的趋势,在较高强度时呈现先缓慢减小再快速增大的趋势.对强度的依赖关系在不同波长时呈现两个有趣的交叉点.对椭偏率的依赖关系在较低强度时呈现先逐渐减小再缓慢增大的趋势;在中等强度时呈现一个“阶梯型”即先缓慢增大再逐渐减小最后缓慢增大;在更高强度时呈现先逐渐增大再逐渐减小的趋势.为了解释整个系综两电子从激光场吸收的能量对激光参数的依赖关系,把整个系综的动力学过程分为双电离、单电离、受挫单电离和受挫双电离4种通道.然后分析各个通道的特征及其如何主导整个系综两电子从激光场吸收的能量的变化趋势.分析结果表明,整个系综两电子从激光场吸收的能量对波长、激光强度和椭偏率的依赖均是由于某种通道主导整个系综两电子从激光场吸收的能量的结果.     

反旋双色椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离对椭偏率的依赖

利用三维经典系综模型系统地研究了反向旋转双色椭偏场中Ar原子非次序双电离对椭偏率的依赖。数值结果显示双电离发生的概率随800 nm激光场椭偏率增大而增大，随1 600 nm激光场椭偏率增大而减小。这是因为当固定1 600 nm激光场椭偏率时，电子的返回概率和碰撞能量随800 nm激光场椭偏率增大而增大。而当固定800 nm激光场椭偏率时，电子的返回概率和碰撞能量随1 600 nm激光场椭偏率增大而减小。在两椭圆激光场的长轴沿x方向条件下，当1 600 nm激光场椭偏率为0.3时，离子动量分布由x负半轴向x正半轴移动。随着1 600 nm激光场和800 nm激光场椭偏率的增大，离子动量分布逐渐在y方向扩展最终形成一个分布于x轴两侧的两层结构。     

H_2~+在强激光脉冲作用下的电离率和原子核间距的关系

本文利用蒙特卡罗方法模拟电子在激光场以及分子库仑势作用下的经典轨迹,研究了氢分子离子H_2~+的电离率和原子核间距的关系,为电荷共振电离增强现象提供了一种基于电子经典运动的解释.当原子核间距为5—6 a.u.时,H_2~+的电离率显著增大.电子的运动轨迹揭示此时电子先围绕其中一个原子核运动,在逐步获得越来越多的动能后,运动轨迹受到另一个原子核的强烈影响,最后电子逃逸原子核的束缚.原子核之间的库仑势垒和激光调制的库仑势垒的高度差与电离率的大小直接相关.     

氦原子非次序双电离对正交双色场强度比的依赖关系

利用经典系综模型研究了正交双色场中氦原子非次序双电离对双色场强度比的依赖关系.研究表明, 该依赖关系与双色场相对相位φ 有关. φ =0.25π 时,沿长波长激光偏振方向的相关动量谱随强度比的增大从相关模式转变为反相关模式. φ =0.35π, 0.45π 时,相关动量主要分布在第一和第三象限,相关模式几乎不随强度比的变化而变化.对双电离轨迹碰撞时间、碰撞角、碰撞动量的向后分析可以解释上述结果,并显示了正交双色场对非次序双电离中碰撞时间、碰撞角的控制作用.     

椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离对激光强度的依赖

利用经典系综模型研究了椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离对激光强度的依赖.计算结果显示,沿激光偏振平面长轴方向,电子对的关联行为依赖于激光强度,在较高的激光强度下,关联电子对的动量谱呈正关联,并且在一、三象限呈现明显的V-型结构.在较低的激光强度下,关联电子对的动量谱呈强烈的反关联行为.在激光偏振平面短轴方向,关联电子对的动量谱在不同的激光强度下均呈现强烈的反关联行为.通过分析非次序双电离的经典运动轨迹,证明末态电子之间的排斥作用对关联电子动量谱在激光偏振平面长轴方向的V-型结构,以及短轴方向的反关联行为起决定性作用.     

强激光场中原子双电离动力学复杂机制分析

通过数值求解薛定谔方程并用"抓拍"(snapshot)的方式观测两电子动量分布,我们研究了超强超快激光场中原子发生非次序双电离的不同机制.我们的模拟表明"抓拍"过程中双电离波函数的选取范围对两电子动量分布图样的特征和分布范围等都有显著的影响.图样中这种由于不同的观测范围导致的明显区别直接地影响我们对非次序双电离动力学过程的分辨.为此本文即结合经典再散射三步模型,详细分析了"抓拍"过程中双电离波函数范围的选取,并深入讨论了不同的非次序双电离机制及其对应的动量分布的特征.本文的结果将给相关的实验研究提供有益的参考.     

Nonsequential double ionization of diatomic molecules by elliptically polarized laser pulses

Using the classical ensemble method, we investigate nonsequential double ionization （NSDI） of diatomic molecules by elliptically polarized laser pulses. The results show that the ellipticity of the laser field has a strong suppression effect on NSDI probabilities both in parallel and perpendicular alignments. The double ionization （DI） channel is commonly dominated by NSDI, and the NSDI channel changes with ellipticity. As ellipticity increases, more and more NSDIs occur through recollision excitation with subsequent field ionization （RESI）. Moreover, like the case of linear polarization, the two electrons involved in NSDI for perpendicularly aligned molecules are more likely to emit into the opposite hemispheres as compared to the case of parallel alignment. Additionally, this alignment effect increases as ellipticity increases.     

Transmission of fast H3+ molecules through thin carbon foils

Observed for the first time is the transmission of H₃⁺ molecules (2.4 MeV) through carbon foils (2–7 μg/cm²). The thickness dependence of the yield follows a single decreasing exponential function with a unity coefficient which is expected for H₃⁺ transmitted with their original electrons.     

Collisionless multiphoton ionization of water molecules by a TEACO2 laser

Collisionless ionization of water molecules into fragments of H⁺, H₂⁺, O⁺, OH⁺, H₂O⁺ were observed using a high power TEACO₂ laser. The mechanism could be related to that of selective dissociation of complex molecules by the same laser.     

Response of a thermocatalytic sensor with a single-crystal silicon heater

The sensor response of a thermocatalytic gas sensor with a heater made of single-crystal p-type silicon to gases H₂, CO, CH₄, and C₃H₈ is studied. The sensor response to propane, carbon monoxide, and hydrogen has positive and negative components. The positive sensor responses to carbon monoxide and propane exhibit well pronounced maxima at silicon heater currents of 21 and 23 mA, respectively. For hydrogen, the maximum sensor response depends on the gas concentration. This specific feature of the sensor response to hydrogen is explained by the sequential action of the following two processes: absorption of H₂ molecules on the silicon heater surface and the catalytic oxidation of hydrogen on a Pt-Pd catalyst. The sensor response to methane only has a negative component.     

On the theory of surface impedance of metals placed in a magnetic field

The smooth non-monotonous dependence of the metal surface impedance upon the magnetic field H is investigated theoretically for the cases of diffuse and specular reflection of electrons from the specimen boundary. The type of the electron-surface interaction has been found to have very little effect on the magnitude of the impedance Z_α(H) in the range of weak magnetic fields [equation (1)]. In a strong field [equation (2)] the surface impedance behaves differently for diffuse and specular reflection. The form of the Z_α(H) function depends essentially on the ratio of the electromagnetic wave frequency ω and the collision frequency of electrons ν. This provides a possibility of establishing experimentally the frequency of electron collisions with volume scatterers.     

飞秒激光场中OCS分子的里德堡态激发

本文研究了800nm飞秒强激光场下OCS分子的里德堡态激发过程. 实验不仅观测到强激光场中的中性母体分子的里德堡态激发，而且观测到大量的中性里德堡态碎片. 我们测量了里德堡态激发产率随激光强度及椭偏率的变化，并与强场电离解离进行了比较. 分析表明，飞秒激光场下中性里德堡态碎片的产生与强场多次电离密切相关. 此外，我们还讨论了中性里德堡态碎片对激光椭偏率依赖的内在原因.     

不同加热机制产生的超热电子的相干渡越辐射谐波研究

利用不同加热机制产生的超热电子所导致的相干渡越辐射(CTR)在谐波分量强度比上的不同，给出了区分飞秒激光等离子体相互作用产生超热电子过程中的主要与次要加热机制的一种可能方法.得到了加热周期不同的加热机制所产生超热电子的比例与CTR谐波分量的二倍频和一倍频的强度比之间的具体关系式.如果在实验上测到此谐波分量强度比，就可以推出不同加热机制在加热过程中所起作用的大致比例关系.另外，CTR谐波分量的强度比还与超热电子的温度、实验上所使用靶的厚度有一定依赖关系，对此作了较为详细的讨论. 关键词： 相干渡越辐射 超热电子 加热机制     

Ellipticity dependence of high-order above-threshold ionization from aligned diatomic molecules

We investigate high-order above-threshold ionization of the Ar₂ molecule by an elliptically polarized laser field. In order to describe this process we use the modified molecular strong-field approximation. We have found that the differential ionization rate is a very sensitive function of the ellipticity of the laser field and of the molecular orientation. For parallel orientation the rate has the maximum value for linear polarization, independently of the laser intensity. On the other hand, for perpendicular orientation the rate is maximal for a particular value of the ellipticity which is different from zero. Such a behavior can be related to the molecular symmetry. We consider the differential ionization rate of high-energy electrons as a function of the ellipticity for different internuclear distances. We also present, in the electron energy-emission angle plane, our new results for the focal-averaged spectra of electrons ionized by an elliptically polarized laser field. We have found that, in this case, the two-source two-rescattering-centers interference minima are blurred.