低于再碰撞阈值下强激光场原子非序列双电离(英文)

在最近的实验和理论研究中,我们探讨了氩原子和氖原子在红外强激光场中低于再碰撞阈值的非序列双电离问题。在研究中,我们发现在非序列双电离过程中,氖原子的电子关联表现为在激光偏振面内肩并肩出射,而对于氩原子的电子关联行为表现为在激光偏振面内的背对背出射,我们采用三维半经典模型(考虑电子隧道电离)很好地解释了实验结果。在阈值附近,我们发现电子在激光场中的多次散射以及电子再碰撞激发后电子隧道电离是氩原子反关联行为的主要原因,而电子在激光场作用下的单次碰撞是电子关联行为的主要原因。通过测量双电离过程中产生电子的横向电子动量分布,观察到了库伦聚焦效应,我们认为这是非经典的关联行为。最后,我们给出了氩原子和氖原子在激光场中阈值的解析模型,并给出了原子的关联和反关联激光强度区域。     

低于再碰撞阈值下强激光场原子非序列双电离

在最近的实验和理论研究中,我们探讨了氩原子和氖原子在红外强激光场中低于再碰撞阈值的非序列双电离问题。在研究中,我们发现在非序列双电离过程中,氖原子的电子关联表现为在激光偏振面内肩并肩出射,而对于氩原子的电子关联行为表现为在激光偏振面内的背对背出射,我们采用三维半经典模型（考虑电子隧道电离）很好地解释了实验结果。在阈值附近,我们发现电子在激光场中的多次散射以及电子再碰撞激发后电子隧道电离是氩原子反关联行为的主要原因,而电子在激光场作用下的单次碰撞是电子关联行为的主要原因。通过测量双电离过程中产生电子的横向电子动量分布,观察到了库伦聚焦效应,我们认为这是非经典的关联行为。最后,我们给出了氩原子和氖原子在激光场中阈值的解析模型,并给出了原子的关联和反关联激光强度区域.     

碰撞阈值下氩原子非次序双电离

利用三维经典系综模型研究了碰撞阈值下氩原子的非次序双电离.计算结果表明,关联电子末态纵向动量主要分布在二、四象限,且在原点附近几乎没有分布;Ar²⁺离子末态纵向动量谱在零动量附近呈单峰结构.上述结果与实验结果 定量一致.轨迹分析表明,在碰撞阈值下,氩原子非次序双电离的微观物理机理在不同激光强度下是不相同的.当激光强度I=0.7×10¹⁴ W/cm²时,一次碰撞主导重碰撞过程.而当I=0.4×10^{14关键词： 非次序双电离 库仑引力 碰撞阈值 电子关联}     

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.     

椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离

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.计算结果表明,非次序双电离产率随着椭偏率的增大而减小;双电离得到的电子对在激光偏振平面长轴方向的末态关联动量谱呈现正关联,在激光偏振平面短轴方向的末态关联动量谱呈现反关联;Ar²⁺在激光偏振平面短轴方向的末态动量谱呈现单峰结构,并且随着椭偏率增大而变宽.轨迹分析显示,椭圆偏振激光脉冲驱动下,非次序双电离仍然是通过再碰撞而发生;随着椭偏率的增大,有效碰撞和单电离之间的时间延迟增加,这是因为椭偏率较大时第一个电子需要经过多次往返才能与母核离子发生有效碰撞.     

分子双电离对激光偏振性的依赖关系

利用经典系综模型研究了氢分子双电离对激光场椭圆率的依赖性.研究发现,氢分子双电离机制对激光的椭偏性有强烈的依赖关系.随着激光场椭圆率的增加,双电离机制由非次序双电离转变为次序双电离.在大椭圆率情况的次序双电离中,电子关联动量分布随椭圆率的灵敏变化显示了电子出射时间对椭圆率的强烈依赖关系.     

低能He~(2+)与He原子碰撞转移电离出射电子能谱研究

利用反应显微成像谱仪对70和100keV He2+与He原子碰撞转移电离(TI)过程中不同出射角度的电子能谱进行了测量,观测到出射电子能谱具有如下分布特征:出射电子速度分布介于0和入射离子速度vp之间;在不同出射角度电子能谱分布均有一极大值存在,随着出射角度的增大,能谱分布极大值逐渐减小;当电子出射角度等于45°时,多数电子集中在0eV附近。上述特征可由低能离子-原子碰撞"准分子"模型进行定性解释。在100keV He2+-He转移电离出射电子能谱中有靶电子被俘获至散射离子连续态(electron capture to continuum,简称ECC)电子的贡献,这可看做是动力学两步过程的作用。     

Si2+离子与氢原子碰撞电离过程的CTMC计算

应用经典径迹蒙特卡罗方法研究Si²⁺离子与氢原子碰撞电离反应过程.计算了随 入射离子能量变化的总截面、出射电子随角度和能量变化的一阶、二阶微分截面,及出射电子随 入射离子能量变化的平均能量.根据计算结果,讨论展示了软碰撞、电子转移到入射离子连 续态、两体相遇碰撞等电离机理,阐明了它们对碰撞总截面、微分截面、电离电子能量的影 响.通过计算出射电子到入射离子和靶的距离比的电离电子数分布研究了不同入射离子能量 “鞍点”电离机理的可能性. 关键词： 重粒子碰撞过程 经典径迹蒙特卡罗方法 电离机理     

共面双对称几何条件下电子碰撞Na原子单电离的三重微分截面

应用参数化的最佳有效势方法, 推广三体库仑波模型(3C)及动力学屏蔽的三体库仑波模型(DS3C模型)于Na原子, 计算了共面双对称几何条件下, 电子碰撞Na原子单电离的三重微分截面(TDCS), 与最近Murray的测量数据、Hitawala等人的扭曲波近似(DWBA)及考虑极化 的扭曲波近似(DWBAP)的理论结果进行了比较. 发现, DWBA在低入射能量反映了实验结果, 而3C计算在低入射能量时失效, DS3C计算对其有所改善. 入射能量较高时DS3C及3C结果的角度分布优于DWBA, 能够较好地定性描述上述碰撞过程. 说明对于共面双对称几何条件下的电子碰撞多电子原子单电离过程, 出射道三粒子间的动力学关联效应是比较强的.     

反旋双色圆偏振激光场下Ar原子非次序双电离研究

应用经典系综方法模拟了反旋双色圆偏振激光场下Ar原子非次序双电离过程.双电离概率随激光强度变化曲线呈现出"knee"结构,表明了明显的电子关联特征.通过调节倍频与基频激光场的场强比可以实现对双电离的增强或抑制以及最优化.在"knee"结构区域的不同场强下,这种调控机制具有相似性.通过分析重碰撞和激发电离的时间特征,进一步讨论了反旋双色圆偏振激光场的强度对不同电离通道的控制规律.     

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.     

强场非次序三重电离亚光周期动力学的研究

电子关联是自然界中的一种普遍现象,它决定了物质的宏观结构,影响着化学反应,它也是物质超导性的本质原因。因此电子关联的研究是目前的一个热点。在强场激光脉冲作用下发生双电离的原子产生的电子对体现了强烈的相关性,它为我们研究电子相关性提供了一个新的途径,近二十年来,已经被广泛的研究。作为一种更为复杂的电子关联作用,强场非次序三重电离,目前人们对它的认识还比较浅。     

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     

周期量级超短激光脉冲作用下导带电子的光吸收与碰撞电离

激光照射下光学材料的损伤过程中，导带电子的加热和碰撞电离是非常重要的过程，影响着导带电子的产生、晶格能量的沉积和破坏.分析了Drude模型的局限性，从经典力学出发求解了周期量级激光场中导带电子的运动方程，计算了导带电子的光吸收和碰撞电离，分析了激光强度、载波相位等对碰撞电离的影响. 关键词： 周期量级超短激光脉冲 导带电子 碰撞电离     

激光场中正电子对氢原子的电离反应

本文在一级Born近似下,研究了激光场中正电子对基态氢原子的碰撞电离反应,并与入射粒子为电子的(e,2e)反应进行了对比.激光场中正电子态和敲出电子态分别采用Volkov波函数和Coulomb-Volkov波函数,靶原子的缀饰波函数由含时微扰论给出.计算结果显示激光缀饰的三重电离截面明显依赖于入射粒子电荷符号.激光越强,二者差距越大.     

Si2+离子与氢原子碰撞电离过程的CTMC计算

应用经典径迹蒙特卡罗方法研究Si2+离子与氢原子碰撞电离反应过程.计算了随入射离子能量变化的总截面、出射电子随角度和能量变化的一阶、二阶微分截面,及出射电子随入射离子能量变化的平均能量.根据计算结果,讨论展示了软碰撞、电子转移到入射离子连续态、两体相遇碰撞等电离机理,阐明了它们对碰撞总截面、微分截面、电离电子能量的影响.通过计算出射电子到入射离子和靶的距离比的电离电子数分布研究了不同入射离子能量"鞍点"电离机理的可能性.     

Si2+离子与氢原子碰撞电离过程的CTMC计算

应用经典径迹蒙特卡罗方法研究Si2+离子与氢原子碰撞电离反应过程,计算了随入射离子能量变化的总截面、出射电子随角度和能量变化的一阶、二阶微分截面,及出射电子随入射离子能量变化的平均能量.计算结果展示了软碰撞、电子转移到入射离子连续态、两体相遇碰撞等电离机制.通过计算出射电子到入射离子和靶的距离比的电离电子数分布,研究了不同入射离子能量"鞍点"电离机制的可能性.     

频域图像下的强场非序列电离过程

自20世纪60年代激光发明以来,激光与物质的相互作用就一直成为物理学领域的一个重要研究方向.通过最近几十年激光技术的发展,大大拓展了激光的频率、强度及脉宽范围,使得复杂体系在激光场中的激发、辐射及电离过程得到更精细而深入的研究.本文总结了处理单色和双色激光场中双电子原子非序列电离的频域理论;归纳了碰撞-电离和碰撞-激发-电离两种机理下原子非序列电离在单色和双色激光场中的动量谱分布,并对动量谱上的干涉条纹利用量子通道相干的理论进行了分析;归纳了前向碰撞和背向碰撞在不同激光场条件下对非序列电离的不同贡献,以及高频激光场在非序列电离中所起的作用.     

低能He~(2+)入射He原子转移电离实验中出射电子成像研究

利用反应显微谱仪对70keV He2+-He转移电离过程中的出射电子进行了成像,研究了出射电子的空间速度分布特征.结果表明:电子主要集中在散射平面内;在散射平面内,电子速度分布介于零与入射离子速度Vp之间(即前向出射)且在散射离子和靶核核间轴处有一极小值,呈现出典型的双峰结构.出射电子的上述分布特征可由出射电子波函数σ振幅和π振幅的干涉进行定性解释,σ振幅和π振幅对出射电子波函数的贡献与碰撞参数相关.在小碰撞参数下,π振幅的贡献更加明显;而在大碰撞参数下,σ振幅的贡献更加显著.