激光脉冲作用下囚禁离子在Lamb-Dicke区域精确的量子运动

研究驻波型激光脉冲作用下,囚禁于Paul阱中的单离子在Lamb-Dicke区域的久期运动.通过试探解方法,得到系统的量子力学精确解.基于精确解描述的概率波包串,发现：1）波包串中心以及波包串的高度和宽度受激光脉冲强度的控制,通过调节激光强度可以控制波包串的形变和传播;2）在激光脉冲作用瞬间,离子的能量期待值发生跳变,而在激光关闭时段,有窄的能带形成;3）存在一个激光脉冲强度的临界值,在临界点附近,系统的稳定性发生变化.     

激光脉冲作用下囚禁离子的规则与混沌运动

研究驻波型激光脉冲作用下，失谐量足够大时，囚禁于Paul阱中的单离子系统的久期运动.通过分析和数值计算相结合的方法，导出系统的精确解及其描述的时间演化性质，得到系统的规则和混沌运动轨道以及阱频很小时系统进入整体混沌的临界条件,并提出了控制系统共振失稳的方法. 关键词： 激光脉冲 囚禁离子 规则与混沌运动 精确解 稳定性     

制备囚禁冷离子的振动压缩量子态

基于非Lamb-Dicke近似下激光-离子相互作用的动力学规律,讨论了如何利用一系列的激光脉冲来驱动囚禁冷离子.从囚禁冷离子的运动基态出发获得压缩相干态、压缩奇偶相干态、压缩真空态等一系列的振动数态的叠加态.结果表明,只要适当地调节各个所用激光脉冲的长度和相位,总能很好逼近所需要的压缩量子态. 关键词： 囚禁冷离子 激光脉冲 压缩量子态     

脉冲式棘齿势场作用下囚禁离子的规则与混沌运动

考虑赝势近似下囚禁于Paul阱中的单离子与由脉冲式双激光驻波构成的棘齿势场的相互作用.应用积分方程方法得到系统的经典运动精确解，通过数值方法作出相空间轨道并计算由平均速度定义的流，结合分析与数值结果研究囚禁离子的规则与混沌运动特性.与单驻波型激光脉冲情形相比，发现两个重要的棘齿效应：一是脉冲式棘齿势场的作用导致参数空间混沌区域的改变，从而适当调节第二驻波参数，可使离子的规则运动变为混沌运动，或者混沌运动变为规则运动；二是通过分析平均流随激光参数的变化，发现棘齿势场的介入能使囚禁离子作平均意义下的单向输运，随着势场强度增加到混沌区域，流的强度明显减小并改变方向，系统进入混沌运动. 关键词： 脉冲式棘齿势 囚禁离子 混沌 输运     

驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移研究

运用量子纠缠和线性熵理论,研究了驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移.讨论了相干角、离子的相对位相、离子与驻波激光场之间的耦合强度以及失谐量、Lamb-Dicke参数对离子线性熵的影响.结果表明,在一定的条件下可以实现囚禁离子的内态到振动态的相干转移,线性熵随时间的演化呈现非周期性的振荡行为.离子线性熵的最大值随着相干角、离子与激光场之间的耦合强度以及失谐量的增大而减小,随着Lamb-Dicke参数的增大而增大.并且可以通过调节驻波激光场来调节离子与驻波激光场之间的耦合强度和失谐量,从而达到对离子线性熵的控制与操纵,理论上提供了一种调控纠缠的方式.     

驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移研究

运用量子纠缠和线性熵理论,研究了驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移。讨论了相干角、离子的相对位相、离子与驻波激光场之间的耦合强度以及失谐量、Lamb-Dicke参数对离子线性熵的影响。结果表明,在一定的条件下可以实现囚禁离子的内态到振动态的相干转移,线性熵随时间的演化呈现非周期性的振荡行为。离子线性熵的最大值随着相干角、离子与激光场之间的耦合强度以及失谐量的增大而减小,随着Lamb-Dicke参数的增大而增大。并且可以通过调节驻波激光场来调节离子与驻波激光场之间的耦合强度和失谐量,从而达到对离子线性熵的控制与操纵,理论上提供了一种调控纠缠的方式。     

双δ激光脉冲作用下Paul阱中单离子的规则与混沌运动

考虑赝势近似下囚禁于Paul阱中的单离子与双δ脉冲型周期势相互作用系统的规则与混沌运动.应用积分方程方法得到系统的经典运动精确解,通过数值方法作出相空间轨道图和平均能量的时间演化曲线.结合分析与数值结果,发现两个有趣的结论.即在离子与单δ脉冲作用出现共振失稳的情形,在双δ脉冲作用下却出现了稳定的规则运动;离子随着双δ脉冲中两个脉冲之间的时间间隔减小而由规则运动转为混沌运动,其平均能量扩散的快慢与混沌运动的混乱程度相关.还研究了系统的共振失稳,发现通过 关键词： 双δ脉冲 囚禁离子 精确解 混沌     

双δ激光脉冲作用下Paul阱中单离子的规则与混沌运动

考虑赝势近似下囚禁于Paul阱中的单离子与双δ脉冲型周期势相互作用系统的规则与混沌运动.应用积分方程方法得到系统的经典运动精确解,通过数值方法作出相空间轨道图和平均能量的时间演化曲线.结合分析与数值结果,发现两个有趣的结论.即在离子与单δ脉冲作用出现共振失稳的情形,在双δ脉冲作用下却出现了稳定的规则运动;离子随着双δ脉冲中两个脉冲之间的时间间隔减小而由规则运动转为混沌运动,其平均能量扩散的快慢与混沌运动的混乱程度相关.还研究了系统的共振失稳,发现通过调节激光波矢可以控制这种不稳定性.     

驻波激光场中囚禁离子内外自由度的周期纠缠

在Lamb-Dicke极限下,利用幺正变换,将处于驻波激光场中任意位置的囚禁离子哈密顿量变换为离子裸态基中的Jaynes-Commings模型哈密顿量,研究了其内外自由度的量子熵和纠缠.结果表明,在非共振条件下,囚禁离子系统内外自由度之间存在周期纠缠 关键词： 驻波激光场 囚禁离子 内外自由度 周期纠缠     

波包动力学-飞秒激光操纵波包过程

本文介绍了波包动力学的基本理论和数值模拟方法,尤其是在飞秒激光与分子相互作用领域中的应用,探讨了飞秒激光引起的波包过程（包括波包的制备、波包的干涉）,以及利用调频脉冲、脉冲串和优化脉冲形状控制波包动力学的方案。     

Attosecond control of ionization by wave-packet interference

A train of attosecond pulses, synchronized to an infrared (IR) laser field, is used to create a series of electron wave packets (EWPs) that are below the ionization threshold in .helium. The ionization probability is found to strongly oscillate with the delay between the IR and attosecond fields twice per IR laser cycle. Calculations that reproduce the experimental results demonstrate that this ionization control results from interference between transiently bound EWPs created by different pulses in the train. In this way, we are able to observe, for the first time, attosecond wave-packet interference in a strongly driven atomic system.     

Laser-induced Alignment and Coulomb Explosion of CO2

实验研究了CO₂分子在飞秒强激光脉冲作用下的动力学过程,包括分子取向,隧穿电离和库仑爆炸,激光强度从1×10¹³W/cm²变化到6×10¹⁴W/cm². 当激光强度小于分子的电离阈值时,CO₂分子的非绝热转动激发形成一个相干转动波包,波包演化导致分子沿激光电场方向取向. 激光脉冲结束后,分子取向可以周期性地再现,利用另一束激光可以对取向结构进一步进行修饰. 当激光强度大于分子     

Laser Controlling Wavepacket Trains of a Paul Trapped Ion

We have studied the quantum and classical motions of a single Paul trapped ion interacting with a time-periodic laser field. By using the test-function method, we construct n exact solutions of quantum dynamics that describe the generalized squeezed coherent states with the expectation orbits being the corresponding classical ones. The space-time evolutions of the exact probability densities show some wavepacket trains. It is demonstrated analytically that by adjusting the laser intensity and frequency, we can control the center motions of the wavepacket trains. We also discuss the other physical properties such as the expectation value of energy, the widths and heights of the wavepackets, and the resonance loss of stability.     

太赫兹场中里德堡铷原子的相干操控

采用含时多态展开方法研究了太赫兹场中里德堡铷原子布居数迁移的动力学过程,计算了一个太赫兹脉冲序列与三能级里德堡铷原子系统相互作用后的布居数分布,以及多脉冲序列对多量子态里德堡铷原子系统的相干操控,给出了同一主量子数n中不同角量子数l态布居数的含时演化过程.结果表明:通过优化太赫兹脉冲序列参数,铷原子布居数可由初态被抽运到较高的目标态,在太赫兹频率范围实现里德堡原子的操纵与控制.     

太赫兹场中里德堡铷原子的相干操控

采用含时多态展开方法研究了太赫兹场中里德堡铷原子布居数迁移的动力学过程,计算了一个太赫兹脉冲序列与三能级里德堡铷原子系统相互作用后的布居数分布,以及多脉冲序列对多量子态里德堡铷原子系统的相干操控,给出了同一主量子数n中不同角量子数l态布居数的含时演化过程.结果表明:通过优化太赫兹脉冲序列参数,铷原子布居数可由初态被抽运到较高的目标态,在太赫兹频率范围实现里德堡原子的操纵与控制.     

Spatiotemporal imaging of ultrafast molecular motion: collapse and revival of the D+2 nuclear wave packet

We report on a real-time imaging of the ultrafast D(+)2 rovibrational nuclear wave-packet motion performed using a combination of a pump-probe setup with 7 fs laser pulses and a "reaction-microscope" spectrometer. We observe fast dephasing (collapse) of the vibrational wave packet and its subsequent revival and prove rotational excitation in ultrashort laser pulses. Channel-selective Fourier analysis of the wave packet's long-term (approximately 3000 fs) evolution allows us to resolve its individual constituents, revealing unique information on the mechanisms of strong-field ionization and dissociation.