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.     

强激光场中的原子电离

按照激光场的强度，原子与强激光场的相互作用可以大致分成几个典型区域，文章概述了不同区域内民离的基本特征和相应的理论模型，重点介绍了描述强场电离程的准静态理论，并讨论了各种理论的适用范围。     

飞秒强激光场中分子双电离的半经典动力学模拟

文章介绍了超短强激光场中原子、分子双电离的研究现状,提出了能够有效处理双电离过程的半经典模型,成功地重现了双电离率随激光强度变化的实验数据,同时预言了分子取向对双电离率的重要影响.文章还通过分析典型的双电离轨道的演化,给出了理解双电离复杂动力学过程的直观物理图像.     

强激光场原子隧道电离的研究新进展

光与物质的相互作用一直是科学的主旋律之一.随着超强超短激光技术的快速发展,如今人们可以研究单个原子的内部世界,并调控光与电子的相互作用,从而实现了对原子内电子的超快动力学过程的探索.强激光诱导的原子隧道电离是众多强场物理现象的基石,具有重要的研究意义,也是研究前沿的热点之一.综述了强场原子隧道电离的最新研究进展,基于隧...     

原子激光共振电离效率的估计

本文在比较严格条件下求解三能级原子系统的激光共振电离过程的速率方程,仔细分析和计算连续、准连续和脉冲激光激发与电离的效率,文中给出一些典型实验条件下的计算结果,以及电离效率随各种参数变化的趋势,本文给出的计算方法和所用的程序具有普遍的适用性,只要给出必要的参数,即可用该程序对具体的实验过程进行定量计算。 关键词：     

飞秒光场中锂原子三重电离的光电子关联动量与能量谱研究（特邀）

理论研究了飞秒光场中锂原子的三重电离问题。改进经典轨道蒙特卡罗方法获得了锂原子基态的稳定构型并数值计算了激光强度范围为1013W/cm2至1017W/cm2锂的电离率。分析电离后Li3+的动量谱,揭示了包括非序列三重电离与序列三重电离的电离机制。根据Dalitz图中绘制的电子能量分布的关联谱,发现在非序列三重电离过程中存在明确的（e,3e）电子关联效应,即率先电离的电子与母离子发生再散射,使得内壳层的两个电子同时电离。此外,模拟表明即使在强度高达1017W/cm2的序列三重电离区域也存在电子再散射过程。     

快电子与原子分子碰撞实验

 原子分子结构是原子分子物理学的基本问题,光谱实验和碰撞实验是获得原子分子结构实验数据的基本方法.当前原子分子的激发态结构和碰撞动力学仍然是原子分子物理的最重要的前沿研究领域之一,特别是原子分子高激发态、原子超精细结构和原子团簇更是十分活跃.原子分子及离子的碰撞过程不仅与原子结构、分子结构及其状态密切相关,而且普遍存在于天体、星际空间、地球大气、等离子体以及化学反应过程中.因此这些碰撞过程的基本数据和实验技术对于能源项目、军事技术和许多学科的发展有着密切关系.这些学科包括核物理、凝聚态物理、材料科学、等离子体物理、空间物理、天体物理、化学物理、分子生物学等.     

真实脉冲激光作用下的原子超阈值离化

在文献[18]的基础上进一步讨论真实脉冲激光作用下的原子超阈值离化,在考虑了初始离化时刻的影响后,结果清楚地表明,随激光脉宽减小而产生峰红移,以及同时出现的离化电子谱峰的增宽现象.     

超快飞秒激光场中原子分子量子态调控

超快激光及其调控技术的发展使得原子分子量子态超快测控受到广泛关注,这些研究加深了对强激光与原子分子量子态相互作用的认识。本文回顾了相关领域的研究进展,特别集中在超快激光场对分子转动、解离的调控以及原子分子电离的量子态调控的研究,并对未来发展进行了展望。     

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     

Multiphoton and tunneling ionization of atoms in an intense laser field

We study the ionization probabilities of atoms by a short laser pulse with three different theoretical methods,i.e.,the numerical solution of the time-dependent Schro¨dinger equation(TDSE),the Perelomov-Popov-Terent’ev(PPT) theory,and the Ammosov-Delone-Krainov(ADK) theory.Our results show that laser intensity dependent ionization probabilities of several atoms(i.e.,H,He,and Ne) obtained from the PPT theory accord quite well with the TDSE results both in the multiphoton and tunneling ionization regimes,while the ADK results fit well to the TDSE data only in the tunneling ionization regime.Our calculations also show that laser intensity dependent ionization probabilities of a H atom at three different laser wavelengths of 600 nm,800 nm,and 1200 nm obtained from the PPT theory are also in good agreement with those from the TDSE,while the ADK theory fails to give the wavelength dependence of ionization probability.Only when the laser wavelength is long enough,will the results of ADK be close to those of TDSE.     

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     

Modulation of ionization on laser frequency in ultra-short pulse intense laser--gas-target

Based on the dispersion relation of intense laser pulse propagating in gradually ionized plasma, this paper discusses the frequency modulation induced by ionization of an ultra-short intense laser pulse interacting with a gas target. The relationship between the frequency modulation and the ionization rate, the plasmas frequency variation, and the polarization of atoms (ions) is analysed. The numerical results indicate that, at high frequency, the polarization of atoms (ions) plays a more important role than plasma frequency variation in modulating the laser frequency, and the laser frequency variation is different at different positions of the laser pulse.     

Single and multiple ionization of N2 molecules by intense light fields of femtosecond duration

We report studies on the multiple ionization of the N₂ molecule using intense, femtosecond laser pulses. We present details of the experimental characterisation of the light pulses and analysis and detection of the ions produced. Precautions to be taken in intense field ionization experiments are discussed. We illustrate the retrieval of information about different aspects of the ionization process (such as, kinetic energies of the fragments produced, dissociation bond lengths and information on the precursors to fragmentation) using coincidence techniques. We report results of the first measurements of the angular distribution of a highly charged fragment, N³⁺.     

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     

Ultrafast nanoporous silica formation driven by femtosecond laser irradiation

A type of glass modifications occurring after femto‐second laser irradiation gives rise to strong (10⁻²) from birefringence. This form birefringence is thought to be related to index nanostructure (called nanogratings). Analyzing induced tracks in fused silica using scanning electron microscopy (SEM) with nm resolution shows that nanostructures are porous nanoplanes with an average index lower than typical silica (Δn ∼ –0.20). Their origin is explained as arising from fast decomposition of the glass under localized, high‐intensity femtosecond laser radiation where strong nonlinear, multiphoton‐induced photoionization leads to plasma generation. Mechanistic details include Coulombic explosions characteristic of strong photoionization and the production of self‐trapped exciton (STE). Rapid relaxation of these STE prevents recombination and dissociated atomic oxygen instead recombines with each other to form molecular oxygen pointed out using Raman microscopy. Some of it is dissolved in the condensed glass whilst the rest is trapped within nanovoids. A chemical recombination can only occur at 1200 °C for many hours. This explains the thermal stability of such a nanostructure. Precise laser translation and control of these birefringent nanoporous structures allo arbitrarily tuning and positioning within the glass, an important tool for controlling optical properties for photonic applications, catalysts, molecular sieves, composites and more.     

Above-threshold ionization of xenon by intense laser field

Above-threshold ionization of xenon atom is treated by the KFR theory withconsideration of screening effects in the initial state.Comparison is made with experiment us-ing circularly polarized laser, screening effects on the above-threshold ionization is also dis-cussed.Better agreement with experiment is found than the previous results using hydrogenicwavefunction.     

μ-子催化核聚变中强脉冲激光对介原子μ3He的电离

数值求解了一维含时的Schr?dinger方程，研究了μ子催化核聚变反应中激光强度和波长对介原子μ³He电离的影响.发现当激光强度为10¹⁹—10²³W/cm²量级时，介原子μ³He有2.7%左右的电离率；当激光强度达到6.0×10²⁴W/cm²时，对介原子μ³He 有显著的电离，并且电离率随着激光的强度、波长而递增，进而会有效提高μ子的催化效率. 关键词： μ子 核聚变 激光 电离