激光脉冲对氢负离子在金属面附近光剥离的影响

利用闭合轨道理论和金属面附近氢负离子的双脉冲光剥离截面的计算公式,计算了氢负离子在金属面附近激光脉冲作用下的光剥离截面.计算结果表明:如果脉冲宽度远大于闭合轨道的回归周期时,它对光剥离截面的影响很小;当脉冲宽度小于闭合轨道的周期或者可以和闭合轨道的周期相比较时,光剥离截面的振荡幅度大大地减弱.光剥离截面除了与脉冲宽度有关外,还与双脉冲之间的时间延迟、相位差有关.对于某些相位差, 双脉冲光剥离截面的取值增大; 而对于另外一些相位差, 光剥离截面的取值减小.因此,可以利用脉冲激光来控制氢负离子在表面附近光剥离 关键词： 激光脉冲 光剥离截面 金属面 闭合轨道理论     

H-在金属面附近光剥离的波包动力学研究

利用波包演化和自关联函数方法对H^-在金属面附近光剥离的波包动力学进行了研究.结果表明,金属面附近光剥离电子的波包演化和回归结构与H^-到金属面的距离、激光脉冲的脉冲宽度和初始动量都有一定的关系.因此,可以通过改变离子表面距离和激光脉冲的参数对光剥离电子的动力学性质进行调控研究.除此之外,光剥离电子的镜像态寿命对波包的演化和自关联函数也会产生一定的影响:考虑镜像态寿命的影响时,随着时间的演化,波包概率密度的振幅逐渐减小,波包整体上有明显的衰减,寿命对波包演化过程中的干涉有削弱的作用;通过对电子波包的自关联函数研究,发现无限长寿命的电子波包有很好的量子回归现象,而当考虑寿命因素后光剥离电子波包随着时间的演化会发生周期性的坍塌和扩散,经过一段时间后,该回归现象消失.本文的理论研究可以为表面附近电子波包动力学的实验研究提供一定的参考价值. 关键词： 波包 演化和回归 自关联函数 金属面     

磁场中氢里德堡波包的自动关联函数

本文采用激光短脉冲激发磁场中氢原子,研究氢里德堡波包在磁场中随时间的演化.结果证实氢里德堡波包在磁场中的运动也与闭合轨道密切相关.讨论了脉冲宽度τ对自动关联函数的影响以及不同初始态下的自动关联函数.     

矩形弹子球中的量子波包分析(英文)

利用波包分析量子力学体系的动力学行为在研究经典和量子的对应关系方面越来越成为一个非常重要的方法.利用高斯波包分析方法,我们计算了矩形弹子球体系的自关联函数,自关联函数的峰和经典周期轨道的周期符合的很好,这表明经典周期轨道的周期可以通过含时的量子波包方法产生.我们还讨论了矩形弹子球的波包回归和波包的部分回归,计算结果表明在每一个回归时间,波包出现精确的回归.对于动量为零的波包,初始位置在弹子球内部的特殊对称点处,出现一些时间比较短的附加的回归.     

氢负离子在少周期激光场中解离时的干涉效应

本文利用强场近似理论研究了氢负离子在少周期激光场中的解离过程. 在计算中采用了数值积分和鞍点近似两种计算方法并得到了一致的结果. 更为重要的是, 利用鞍点法对激光脉冲中不同时刻解离产生的电子波包之间的干涉效应进行了研究, 发现光电子动量谱的主要结构是电子波包间的周期间干涉和周期内干涉共同作用的结果, 并分析了周期内和周期间干涉效应对光电子能量谱的影响. 最后, 讨论了激光脉宽对周期内和周期间干涉效应的影响. 本文的工作对进一步了解负离子光解离过程中的量子干涉效应和利用光场对其进行调控方面的研究具有意义.     

氢负离子在均匀电场和金属面附近的光剥离研究

利用闭合轨道理论,计算了氢负离子在均匀电场和金属面附近的光剥离截面.结果表明,在均匀电场的基础上加上金属面之后,在电离阈附近氢负离子的光剥离截面发生了很大的变化,和仅有均匀电场存在时的光剥离截面相比,截面的振荡幅度增大,振荡频率减小.并且在电场强度相同时,随着金属面与氢负离子距离的不断增大,光剥离截面振荡的幅度不断减小,振荡的频率不断增大,当金属面和氢负离子的距离增大到一定值时,金属面的影响消失,氢负离子的光剥离截面趋近于只有电场存在时的情况.这一结果对于研究负离子体系在界面附近的光剥离问题具有一定的参考价值.     

氢里德堡原子在磁场中的双脉冲谱

考虑完全相同的两束激光脉冲与原子相互作用的过程,研究氢里德堡波包在磁场中随时间的演化.结果显示了波包的运动与闭合轨道密切相关.讨论了双脉冲的相位参数以及脉冲宽度对谱的影响.     

H-在矩形腔中的光剥离截面

根据半经典闭合轨道理论研究了矩形腔对氢负离子的光剥离进程的影响,利用反射定律分析矩形腔中与光剥离截面相联系的剥离电子运动的闭合轨道,推导出该体系下的光剥离截面公式,在线性极化光的作用下,研究了腔的尺寸对光剥离截面的影响,并将其与麻志君等用量子力学方法研究的结果进行对比.结果表明:矩形腔的存在及其大小对光剥离截面中由闭合轨道相联系的返回波与波源函数发生干涉引起的振荡有很大影响,且振荡曲线随着矩形腔的尺寸变化明显;当激光极化方向沿着x轴或者y轴时,半经典方法与量子力学方法的结果一致,当激光极化方向沿着Z轴时,由于矩形腔在z轴上对光剥离截面不作用,采用半经典方法光剥离截面与无场的情况相同,但是采用量子力学方法,其结果中却出现振荡,表明半经典方法研究此体系结果更准确.研究结果可对研究负离子光剥离以及外腔中的电子输运问题提供参考.     

H~-在矩形腔中的光剥离截面（英文）

根据半经典闭合轨道理论研究了矩形腔对氢负离子的光剥离进程的影响,利用反射定律分析矩形腔中与光剥离截面相联系的剥离电子运动的闭合轨道,推导出该体系下的光剥离截面公式,在线性极化光的作用下,研究了腔的尺寸对光剥离截面的影响,并将其与麻志君等用量子力学方法研究的结果进行对比.结果表明:矩形腔的存在及其大小对光剥离截面中由闭合轨道相联系的返回波与波源函数发生干涉引起的振荡有很大影响,且振荡曲线随着矩形腔的尺寸变化明显;当激光极化方向沿着x轴或者y轴时,半经典方法与量子力学方法的结果一致,当激光极化方向沿着z轴时,由于矩形腔在z轴上对光剥离截面不作用,采用半经典方法光剥离截面与无场的情况相同,但是采用量子力学方法,其结果中却出现振荡,表明半经典方法研究此体系结果更准确.研究结果可对研究负离子光剥离以及外腔中的电子输运问题提供参考.     

氢负离子剥离电子通量的数值研究

本论文利用杜,赵等人的半经典轨道理论,推导了电场和金属面同时存在时,氢负离子的剥离电子通量分布,并对干涉图样进行了数值模拟。结果发现剥离电子通量分布不仅与激光光子能量和外场有关,并且敏感地依赖于金属面与氢负离子之间的距离。这些结果可以应用于许多重要的研究领域,包括超快激光表面催化,更准确的测量电子亲和力和控制低能的光电子和表面的相互作用等。     

Influence of laser pulse on the autocorrelation function of H in a strong electric field

The autocorrelation function of electronic wave packet of hydrogen atom in a strong electric field below the zero-field ionization threshold is investigated in the formalism of semiclassical theory. It is found that the autocorrelation depends on the applied laser pulse significantly. In the case of narrow laser pulse, the reviving peaks in the autocorrelation can be attributed to the closed orbits of electrons, which are related to the classical dynamics of the system. But this correspondence is wiped out with increasing the laser width because of the interference among the adjacent reviving peaks.     

Time-resolved photodetached spectroscopy of H in electric field near an elastic surface

The advances in femtosecond laser techniques facilitate the investigation of ultrafast electron dynamics on surfaces directly in time domain. The time-resolved spectroscopy of negative hydrogen ion in electric field near an elastic surface is investigated in the framework of semiclassical theory. We analyze the autocorrelation function and its dependence on the laser pulse width and external field strength. When the applied pulse width is very narrow, the reviving peaks in the time-resolved spectrum can be attributed to the closed orbits of electrons. With the increase of pulse width, the adjacent peaks interference mutually and finally merge. Furthermore, the number and amplitude of peaks in the time-resolved spectrum increases obviously with the increasing field strength.     

Analysis of the time-domain spectrum of hydrogen in electric field near helium surface

The Ryderberg electronic wave packet dynamics of hydrogen atom near helium surface in an electric field is investigated using the semiclassical method.The autocorrelation function is calculated when the photoionized electron is excited by a short laser pulse for different atom-surface separations.The results show that new recurrences appear because of the helium surface,and the number of recurrent peaks increases with the decrease in atom-surface distance.The new feature is ascribed to the bifurcation of new closed orbits in the classical dynamics of the photoionized electron.Therefore,surface properties have a significant effect on the spectrum of nearby atoms or ions.     

Autocorrelation Function of Hydrogen Atoms in Magnetic Fields

The autocorrelation function is an important quantity that can reflect the dynamical properties of the Rydberg wave packet and can be measured in experiments. Applying time-dependent perturbation theory and rotating wave approximation, we derive the autocorrelation function of the double-pulse laser describing the evolution of a Rydberg wave packet of hydrogen atoms in magnetic fields. The resulting expression is written as a sum of the modified Caussian terms. Each Caussian term comes from a parent semiclassical closed orbit. It provides a direct explanation and experimentally controllable measurement scheme, which allows us therefore to recognize the closed orbit and to determine its returning time in high precision.     

Dynamics of electron in a surface quantum well

This paper studies the quantum dynamics of electrons in a surface quantum well in the time domain with autocorrelation of wave packet. The evolution of the wave packet for different manifold eigenstates with finite and infinite lifetimes is investigated analytically. It is found that the quantum coherence and evolution of the surface electronic wave packet can be controlled by the laser central energy and electric field. The results show that the finite lifetime of excited states expedites the dephasing of the coherent electronic wave packet significantly. The correspondence between classical and quantum mechanics is shown explicitly in the system.     

Phase control of rotational wave packets and quantum information

Lasers can create rotational wave packets in gas-phase molecules which periodically revive as field-free, aligned distributions. We control the wave packet evolution with relatively weak laser pulses at fractional revivals which modify the phase between wave packet components. We demonstrate two phase control effects in oxygen: coherently switching revivals off and on, and doubling the revival frequency. When viewed as a quantum logic system, these effects correspond to a Hadamard and a T operation.     

Selective Alignment of D2 Induced by Two Ultrashort Laser Pulses

通过求解D₂分子在飞秒激光场中的含时薛定谔方程,研究了室温下D₂分子在超快飞秒激光驱动下的的转动波包动力学. 选择用第一束超短飞秒脉冲与温度为300 K的D₂分子系综相互作用产生一个相干转动波包,用第二束超短飞秒脉冲在波包的1/4和3/4恢复周期选择操纵D₂分子取向. 研究结果表明,通过选择两束超短飞秒脉冲的延迟时间,可以有效控制D₂分子转动波包中奇偶态的相对布居,从而选择性的控制D₂分子取向.