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.     

静电场对强激光场非序列双电子电离的影响

利用半经典重碰模型计算并研究了He原子在强激光场与静电场的混合场下的非序列双电子电离过程. 由于静电场破坏了激光场电场的反演对称性，在平行于激光场偏振方向的He²⁺离子动量分布不再具有对称双峰结构. 由于超短脉冲具有相似的非对称性，研究静电场对原子在强场中非序列电离的影响，有助于分析超短脉冲非序列电离的过程，进一步了解非序列双电子电离的机理.     

静电场对强激光场非序列双电子电离的影响

利用半经典重碰模型计算并研究了He原子在强激光场与静电场的混合场下的非序列双电子电离过程. 由于静电场破坏了激光场电场的反演对称性,在平行于激光场偏振方向的He²⁺离子动量分布不再具有对称双峰结构. 由于超短脉冲具有相似的非对称性,研究静电场对原子在强场中非序列电离的影响,有助于分析超短脉冲非序列电离的过程,进一步了解非序列双电子电离的机理. 关键词： 非序列双电离 静电场 重碰 非对称性场     

用速度影像技术研究Eu原子6p_(1/2)8s的自电离衰变的分支比

本文采用速度影像技术对Eu原子的自电离弹射电子的动力学过程进行了系统研究.实验采用三步孤立实激发方法分步从基态4f76s6s8S7/2经中间态4f76s6p6P5/2激发到4f76s8s8P7/2Rydberg态上,然后将其进一步共振激发至4f76p1/2(J=3)8s和4f76p1/2(J=4)8s自电离态.根据所用的激发路径及其选择定则可以得出自电离态的总角动量的可能取值;通过自电离过程能量守恒和角动量守恒原理推测自电离衰变对应的离子终态信息.利用电子透镜对上述自电离过程中产生的弹射电子进行聚焦和成像,通过位置敏感探测器对其动能进行分辨,运用速度影像技术进行数学变换和计算得到弹射电子的能量分布,分析并给出Eu原子自电离衰变分支比.同时通过调谐第三步激光的波长,得出了分支比随光子能量的变化规律,探讨了实现Eu离子粒子数反转的可能性.     

原子激发态在高频强激光作用下的光电离研究

本文通过数值求解动量空间的三维含时薛定谔方程, 研究了原子高激发态在高频激光脉冲作用下, 在电离阈值附近的光电子能谱和两维动量角分布. 研究结果表明: 在该能量范围内, 单光子电离过程的贡献是最主要的. 体系初态的主量子数可以由光电子能谱峰值的位置来确定; 体系初态的角量子数可以通过光电子的两维动量角度分布确定. 在比较宽泛的参数范围内, 这一规律不随入射激光的强度和脉冲时间宽度的改变而改变, 因此原则上可以利用它对原子的初态进行识别. 此外, 还研究了体系的初态为相干叠加态, 光电子动量谱随着叠加态相对相位的变化规律. 关键词： 阈上电离 激发态 高频激光脉冲 两维动量角度分布     

钾原子4S-6S双光子共振的实验研究

利用YAG激光抽运的染料激光器将钾原子由基态 4S双光子共振激发到 6S态 ,研究了钾原子 4S 6S双光子共振三光子电离的电离谱与温度、激光强度的关系 ,发现电离流的强度随着温度的升高而增强 ,当温度在 370℃附近时达到最大值 ,此时温度继续升高电离流强度减弱。在温度不变的情况下 ,电离流强度随着激光能量的增强而增强 ,当激光强度为 4 5× 10 5W /mm2 时到达最大值 ,继续增加激光强度 ,电离流强度趋于饱和。实验中观测到对应于 6S 4P的自发辐射     

用共振激发延迟电离方法测定原子激发态的光电离截面

用两束脉冲激光,一束使原子共振激发,另一束使激发态原子电离,当电离光脉冲能量约达1J/cm~2时,可使电离饱和.测量被电离原子数的相对大小与电离光脉冲能量之间的函数关系,可以方便地得出原子激发态的光电离截面.延迟电离光至激发光脉冲结束后到达作用区,可以修正激发光对电离的贡献,并避免电离光引起的Stark位移对共振激发的影响.应用共振激发延迟电离方法测定了Cs原子7~2P_(3/2)态的光(λ=5320(?))电离截面,测量值σ_I=6.5×10~(-18)cm~2与Manson的计算值非常接近.     

周期量级激光脉冲驱动下非次序双电离的三维经典系综模拟

利用三维经典系综模型研究了周期量级激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离,所得结果表明,Ar2+离子的纵向动量分布与载波包络相位有很强的依赖关系,随载波包络相位φ的增加,具有不对称双峰结构的离子纵向动量分布重心从负动量转移到正动量,并且φ每改变π时Ar2+离子的纵向动量呈现相反的分布.在重碰撞过程中核与电子之间的库仑势发生变化后,计算得到的Ar2+离子纵向动量分布随载波包络相位的变化与实验结果定量上一致.     

用速度影像法研究Eu原子4f~76p_(1/2)8s自电离态的弹射电子角分布

采用速度影像技术研究了Eu原子4f76p1/28s自电离态的弹射电子角分布,能量覆盖了60600.0~61860.2cm-1的范围。实验采用三步孤立实激发方法分步从基态4f76s28S7/2经中间态4f76s6p 6P5/2激发到4f76s8s8S7/2Rydberg态上,然后将其进一步共振激发至4f76p1/2(J=3)8s和4f76p1/2(J=4)8s自电离态。根据所用的激发路径及其选择定则可以得出自电离态的总角动量的可能取值;通过自电离过程的能量守恒,角动量守恒和宇称守恒原理推测出其向不同离子终态衰变所对应的弹射电子的能量范围和特性。利用电子透镜对上述自电离过程中产生的弹射电子进行聚焦和成像,通过位置敏感探测器对其动能进行分辨,运用速度影像技术进行数学变换和计算得到弹射电子的角向分布。同时,通过调谐第三步激光的波长,得出了角分布和各向异性参数随光子能量的变化规律,并给出了相应的物理解释。     

氩原子共振增强多光子电离谱--奇对称性里德堡态

利用脉冲放电产生氩原子亚稳态4s2[3/2]°2和4s′2[1/2]°0,在610～670nm波长范围内,利用共振增强多光子电离和飞行时间质谱技术得到氩原子(2+1)REMPI谱.光谱分析表明所有谱线来源于氩原子4s2[3/2]2和4s′2[1/2]°0两个亚稳态向16个奇对称性里德堡态双光子跃迁,并标识所有谱线.同时首次在实验上观察到一个长序列的3p54s′2[1/2]°0→3p5nd2[1/2]°1(n=8～31)双光子跃迁.在实验技术上,提供了一种研究惰性气体原予以及其它原子高里德堡态和自电离态的新方法.     

Influence of Coulomb force between two electrons on double ionization of He-like atoms

In strong-field double ionization,two electrons are ionized by intense laser field.These two electrons move in the laser field and the state is described by a Coulomb-Volkov state,where the repulsive Coulomb state describes the relative motion of the two electrons and the Volkov state describes the center-of-mass motion of the two electrons in the laser field.In the frame of scattering theory,we derive a simple analytical formula of the double ionization of He-like atoms.The effect of the Coulomb force between two electrons on the double ionization process is discussed.Numerical studies disclose that the Coulomb force enhances the ionization rate of high-energy electrons but suppresses the ionization rate of the lowest-energy electrons.     

影响单电子非线性汤姆孙散射因素的研究

应用电子汤姆孙散射的经典理论，通过理论分析和计算机模拟，研究了超短超强激光脉冲作用下电子产生的辐射脉冲的性质.计算表明，在这种情况下，电子的辐射通常以阿秒脉冲列的形式出现.讨论了不同激光场参数（包括激光强度、脉宽、初相位和偏振态）、不同电子初始状态（初始速度和位置）对辐射脉冲的时间和空间特性的影响.通常在相对论光强条件下，激光强度越大，电子辐射越强，脉宽越窄，中心频率越大，并且方向性越好；电子在线偏振激光中产生的辐射效率，比在同样强度下圆偏振激光中产生的效率更高；无论入射光是线偏振光，还是圆偏振光,辐射场呈现较复杂的偏振态, 并且它与辐射方向有关.当电子具有一定的初始能量时，通常辐射场的振幅随电子初始能量的增大而增大.不管电子的初始能量以及运动方向如何，做相对论运动的电子产生的辐射趋向于出现在靠近电子运动方向的角度区域.     

(2γ,2e) total and differential cross-section calculations for helium with ?ω = 40–50 eV

We consider two-photon double ionization of helium and analyse the electron dynamics in the region where the process is direct (39.49 eV < ħω < 54.42 eV). The fundamental process of two-photon double ionization (TPDI) is far from being well understood. In order to gain physical insight into the dynamics involved in TPDI, we investigate the electron energy distributions for ħω = 46 eV and ħω = 50 eV, angular distributions are also analysed. The theoretical approach is based on the resolution of the time-dependent Schr?dinger equation (TDSE), using a spectral approach. At the end of the pulse the TPDI probability is extracted from the total wavefunction using two different approaches. The first one neglects the electron interaction in the double continuum while the second one includes electron correlation effects. At ħω ≈ 45 eV the electrons are preferably emitted back-to-back with equal energy. At ħω = 50 eV the excess energy is likely to be transfered to one of the electron, while the electrons are emitted in opposite or same directions.     

Magnetic and orbital dichroism in (e,2e) ionization of sodium

We present the first measurement of (e,2e) ionization cross sections for a laser oriented atomic target by spin polarized electrons. Cross sections are presented as a function of target orientation and polarization direction of the incident electron beam. This study provides insight into mechanisms by which angular momentum is transferred from the valence electron to the two final-state continuum electrons in both singlet and triplet spin channels, by comparing measurement with distorted wave Born approximation and the dynamically screened three Coulomb wave calculations.     

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     

Exploration of strong-field double ionization of C_3H_6 with the structures of propene and cyclopropane in intense laser fields

By using classical ensemble method, we investigate the double ionization of C_3H_6 molecule with different structures(propene and cyclopropane) in intense laser fields. The numerical results show that the non-sequential double ionization occurs in propene molecule rather than cyclopropane molecule in 1200 nm laser field. To further explain this interesting phenomenon, the momentum distribution of double ionized electrons is presented and the result presents the "finger-like" structure at about 30 TW/cm~2 of propene molecule, and this structure is more obvious than that in cyclopropane molecule.The above phenomena are also demonstrated by analysing the energy distributions of double-ionized electrons versus time. Moreover, we also investigated the angular distribution at the end of pulse, which is different between propene and cyclopropane.     

Dynamic nuclear polarization with single electron spins

We polarize nuclear spins in a GaAs double quantum dot by controlling two-electron spin states near the anticrossing of the singlet (S) and m(S)= +1 triplet (T+) using pulsed gates. An initialized S state is cyclically brought into resonance with the T+ state, where hyperfine fields drive rapid rotations between S and T+, "flipping" an electron spin and "flopping" a nuclear spin. The resulting Overhauser field approaches 80 mT, in agreement with a simple rate-equation model. A self-limiting pulse sequence is developed that allows the steady-state nuclear polarization to be set using a gate voltage.     

Time-dependent Hartree-Fock theory

The lowest singlet and triplet excited states of the two paired electrons in a chemical bond are treated by the time-dependent Hartree-Fock (H.F.) method, with the π electrons of the double bond in ethylene as an example. The results depend on a dimensionless parameter g which describes the strength of the electron correlation effects, and they are compared with a simple configuration interaction calculation. When g is small the frequencies and amplitudes of the Hartree-Fock oscillations give an accurate estimate of the energies and intensities of the two lowest transitions, the correlation energy and the pair distribution function of the gound state. The correlation energy is related to the zero-point energy of the oscillations. As g increases the H.F. method overestimates the correlation corrections and breaks down completely if g = 1. At this point the triplet oscillation becomes unstable, because the molecular orbital wave-function with two paired electrons ceases to be the state of lowest energy. When g is large the H.F. results violate spin conservation and the exclusion principle.     

β-胡萝卜素在乙腈体系中的激光光解研究

利用纳秒级激光光解瞬态吸收光谱装置,研究了以乙腈作为溶剂,以2-萘乙酮作为敏化剂的体系在355nm激光作用下敏化产生β-胡萝卜素激发三重态的机制,并进一步研究了β-胡萝卜素激发三重态的性质。研究显示2-萘乙酮和β-胡萝卜素的二元体系在355nm激光作用下,2-萘乙酮首先被激发为其激发三重态(420nm),2-萘乙酮激发三重态与β-胡萝卜素发生激发能转移,产生β-胡萝卜素激发三重态(510nm)。通过激发能转移的方法测得了β-胡萝卜素激发三重态在最大吸收波长510nm处的摩尔消光系数为23000L·mol-1·cm-1。改变β-胡萝卜素的浓度测得了其激发三重态在乙腈体系中的衰变反应速率常数6·5×104s-1,其在乙腈体系中的三重态寿命为15·6μs。同时获得了激发态2-萘乙酮与β-胡萝卜素之间激发能转移反应的速率常数1·5×1010L·mol-1·s-1。