理论研究强激光场中2pz态氢原子的电离

运用强场近似速度规范理论研究了激发态氢原子的电离情况,当 a.u. 时（ω是激光场的频率,γ是Keldysh绝热参数）,在线性极化激光场中推导了2pz态氢原子电离率的简单表达式,从公式中可以看出在低频极限的情况下,电离率和激光场频率ω成正比,这一公式对激发态氢原子电离机制的研究提供了重要的理论参考。     

高频强激光场中H-电离特性理论研究

高频强激光场中高价负离子（比如H-,H2-,He-,He2-等等）的稳定存在虽然在理论上早已得到得到证明,但在实验上至今没有被直接验证。为了探索可行的实验验证方案,通过以高频强场中的负一价氢离子H-为例,采用相空间平均法,详细研究了其在外加激光场中的电离率及光电子角分布情况。研究发现 的电离率比氢原子高,并且不存在氢原子在较强激光场中的电离抑制现象。另外随着激光场强度的增大和激光频率的减小,电子角分布与H-在高频场直接卸载后电子角分布的差别也增大。这些结果为将来在实验上验证高频强场中高价负离子的存在性提供了很好的理论依据。     

强激光场中模型氢原子和真实氢原子的高次谐波与电离特性研究

利用数值方法求解含时薛定谔方程，研究了一维、二维模型氢原子和真实的三维氢原子在强激光场中产生的高次谐波和电离特性.结果表明，在多光子电离区域和过垒电离区域，模型氢原子与真实的氢原子产生的高次谐波和电离概率差别很小；在隧道电离区域，它们产生的高次谐波的平台特征和截止位置相似，电离概率随时间变化的趋势相近，但其数值有明显的差异.对产生这种差异的原因进行了分析. 关键词： 强激光场 高次谐波 电离概率     

高频强激光场中H~-电离特性理论研究

高频强激光场中高价负离子(比如H-,H2-,He-,He2-等等)的稳定存在虽然在理论上早已得到证明,但在实验上至今没有被直接验证.为了探索可行的实验验证方案,通过以高频强场中的负一价氢离子H-为例,采用相空间平均法,详细研究了其在外加激光场中的电离率及光电子角分布情况.研究发现H-的电离率比氢原子高,并且不存在氢原子在较强激光场中的电离抑制现象.另外随着激光场强度的增大和激光频率的减小,电子角分布与H-在高频场直接卸载后电子角分布的差别也增大.这些结果为将来在实验上验证高频强场中高价负离子的存在性提供了很好的理论依据.     

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.     

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.     

脉冲形状和静电场对电离率和高次谐波的影响

采用数值方法研究静电场和不同的激光脉冲对氢原子的电离率和高次谐波的影响.结果表明脉冲形状和电离率之间有着确定的关系,电离率反过来又影响了谐波谱的性质;另外,随着所加的静电场强度的增大,电离率呈上升的趋势,而谐波谱出现一个双平台的结构.     

飞秒强激光场中水分子的电离激发

本文运用含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法, 研究了水分子在不同极化方向的激光场中的电离和动力学行为. 计算结果表明, 对应相同的极化方向, 随着激光强度的增加, 水分子的电离增强; 对于相同强度的激光, 当激光极化方向沿水分子对称轴方向时, 水分子的电离最强, 当激光极化方向垂直水分子对称轴方向时, 水分子电离受到最大程度的抑制. 对水分子偶极矩的研究表明, 当分子处于线性响应区域时, x方向的激光只能激发起x方向的偶极振动而y方向的激光只能激发起y方向的偶极振动. 对水分子的键长和键角的研究表明, 在激光场中水分子的键长变长, 键角变大, 但变化幅度随着激光极化角的增大而减小. 此外, 研究还发现, 虽然在不同极化方向的激光脉冲的驱动下, 水分子OH键的振动频率与激光频率相当, 在脉冲关闭后, 振动频率减小, 但激光场的极化方向对水分子振动模式具有选择性. 关键词： 含时密度泛函理论 分子动力学 水分子 电离     

强激光场中长程势与短程势原子产生高次谐波与电离特性研究

用数值方法求解含时薛定谔方程，研究了具有长程势和短程势的一维原子在强激光场中的高次谐波和电离特性. 在强激光场中，长程势和短程势原子产生的高次谐波具有相似的特性，对应的平台和截止位置相同，但是短程势原子没有低阶的高次谐波，而长程势和短程势原子在激光场中的电离概率明显不同. 研究结果表明，原子的激发态结构对低阶的高次谐波和原子的电离概率有重要影响. 关键词： 强激光场 高次谐波 电离概率     

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.     

ω-2ω双色场相位控制电离:隧穿电离与过势垒电离的比较

对于在ω-2ω双色场作用下的原子,在两种不同电离机制下探讨了电离过程的相位效应。结果发现在隧穿机制下总电离率随相对位变化呈“∩”形,而在过势垒机制下呈“∪”形。研究说明利用双色场对原子电离过程进行相位控制是可行的。     

激光场中正电子对氢原子的电离反应

本文在一级Bom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．     

超强激光场中氘原子电离几率的研究

研究了在相对论领域内,超强激光场的不同条件（频率、强度、脉冲波形磁场分量）对氘原子电离几率的影响,研究表明：电离几率随激光强度的增加而增加,随激光频率的增加而减少。而激光脉冲波形对电离几率的影响仅在激光无磁场分量时比较显著。激光场的磁场分量对原子的电离有一定的影响。     

激光脉冲延时方案对原子多步共振光致电离的影响

针对宁西京教授提出激光脉冲延时方案,在含时薛定谔方程理论框架下探讨了各种参数对激光共振电离效率的影响;并以镥原子共振电离为例,探讨了该方案用于激光共振电离质谱(LRIMS)同位素分析的可行性.结果表明:由于超精细结构能级激励拉比频率很难满足匹配条件,该方案很难用于宽带激光激励电离LRIMS同位素分析中.在理论分析基础上,给出了基于窄带激光激励电离的LRIMS同位素分析的光致电离方案.     

铈原子偶宇称自电离态激光共振电离光谱

给出了利用三色三光子激光共振电离光谱技术研究铈原子偶宇称自电离态的结果。27个有较大跃迁截面高奇宇称激发态被用作第二激发态。第三台染料激光波长在634～670nm范围内扫描,发现了141个偶宇称自电离态能级。为了寻求最佳电离方案,对有较大自电离态能级跃迁截面的各电离路径进行了初步的判定,推荐了8条较佳的电离路径。     

铝原子激发态近阈限光电离截面测量

本文利用激光烧蚀、激光泵浦-探测、共振增强多光子电离和飞行时间质谱相结合的实验技术,根据离子产额和电离激光能量的关系,获取铝原子激发态的光电离截面;并研究了光电离截面与电离富余能的依赖关系.电离富余能0-2.98 e V内光电离截面值范围为15.6±1.7 Mb-2.3±0.9 Mb,激发态的寿命为17.6±1.8,16.9±1.7 ns.在光电离截面的测量中,总的均方根误差上限约为17%.     

铝原子激发态近阈限光电离截面测量

本文利用激光烧蚀、激光泵浦-探测、共振增强多光子电离和飞行时间质谱相结合的实验技术,根据离子产额和电离激光能量的关系,获取铝原子激发态的光电离截面;并研究了光电离截面与电离富余能的依赖关系.电离富余能0-2.98 eV内光电离截面值范围为15.6±1.7 Mb-2.3±0.9 Mb,激发态的寿命为17.6±1.8,16.9±1.7ns.在光电离截面的测量中,总的均方根误差上限约为17%.     

激光辅助的快质子对氢原子的碰撞电离

在质心参考系中研究了激光场中1 MeV质子对基态氢原子的碰撞电离过程. 靶原子的缀饰波函数由含时间微扰论给出, 末道出射电子态用双中心Coulomb-Volkov波函数描述. 计算表明辐射场使出射电子的双重微分截面变小. 敲出电子的能量越高, 截面减小越明显, 但截面中CTC峰的位置基本不受辐射场的影响.     

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.     

光强、频率对强激光场中的多原子分子离子增强电离行为的影响

通过利用短时指数传播子的对称分割和快速傅里叶变换,数值求解一维含时薛定谔方程,研究了一维多原子分子离子在超强脉冲强激光场中的增强电离(EI)行为,给出了激光强度和频率对增强电离的影响.计算表明随着激光频率的增加,增强电离的临界键长变小,电离概率 也减小;随着激光强度的增加,电离概率增加,当强度增加到一定值时,就不再出现增强电离现象. 关键词： 强激光场 分子离子 增强电离