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.     

低于再碰撞阈值下强激光场原子非序列双电离(英文)

在最近的实验和理论研究中,我们探讨了氩原子和氖原子在红外强激光场中低于再碰撞阈值的非序列双电离问题。在研究中,我们发现在非序列双电离过程中,氖原子的电子关联表现为在激光偏振面内肩并肩出射,而对于氩原子的电子关联行为表现为在激光偏振面内的背对背出射,我们采用三维半经典模型(考虑电子隧道电离)很好地解释了实验结果。在阈值附近,我们发现电子在激光场中的多次散射以及电子再碰撞激发后电子隧道电离是氩原子反关联行为的主要原因,而电子在激光场作用下的单次碰撞是电子关联行为的主要原因。通过测量双电离过程中产生电子的横向电子动量分布,观察到了库伦聚焦效应,我们认为这是非经典的关联行为。最后,我们给出了氩原子和氖原子在激光场中阈值的解析模型,并给出了原子的关联和反关联激光强度区域。     

原子非序列双电离的多次返回碰撞电离机理分析

本文采用三维半经典再散射模型研究了He原子在高光强(1.5×10¹⁵ W/cm²)、少周波激光脉冲作用下的非序列双电离问题,重点分析了沿激光电场极化方向的动量关联谱.发现两个电子沿相反方向发射的比例明显比中等光强区(7×10¹⁴ W/cm²)和低光强区(2.5×10¹⁴ W/cm²),以及同等光强的长脉冲情形都偏高, 同时V形结构也更加明显.通过轨道"回溯"分析, 进一步深入 关键词： 强场 非序列双电离 再散射     

非序列双电离向饱和区过渡的电子最大关联度

本文采用三维半经典再散射模型系统地研究了 He 原子在 光强从域下到近序列双电离区强场作用下的非序列双电离问题, 统计了各种场强下最终电离的两个电子正负关联的几率之比, 发现发生最大正关联的场强处于向非序列 双电离饱和区过渡的区域, 并在关联纵向动量谱中展示了形成最大关联度的过程. 最后通过轨道"回溯"分析, 进一步研究了其背后的物理机理, 发现在碰撞后其中一个电子再散射和隧穿电子高速弱碰撞分别 是低场强和高场强下负关联比例增加的原因.     

反旋双色椭圆偏振激光场中Ar原子的非序列双电离

利用经典系综方法研究了不同椭偏率的反旋双色椭圆偏振(two-color elliptically polarized,TCEP)激光场中Ar原子非序列双电离(nonsequential double ionization,NSDI)的电子关联特性和再碰撞动力学.不同于反旋双色圆偏振激光场,反旋TCEP激光场不再具有空间对称性,返回电子主要从一个方向返回母离子,从而导致电子动量分布表现出很强的不对称性.数值结果显示随着椭偏率的增大,Ar原子NSDI的产量逐渐减小,并且电子对在椭圆偏振激光场长轴方向上的关联电子动量分布,从主要位于第一和第三象限的正相关逐渐演变为主要位于第二和第四象限的反相关.通过对不同特征时间的统计分析表明,随着椭偏率的增大,旅行时间和返回电子的重碰撞能量逐渐减小,而延迟时间却增大,这是电子对关联特性发生变化的主要原因.此外,进一步分析发现,无论是“短轨迹”还是“长轨迹”,椭偏率的增大都会使两个电子由同向出射逐渐转变为反向出射,这表明椭偏率和旅行时间都影响着电子的出射方向.     

飞秒强激光场中的原子、分子——非微扰现象研究

文章简要回顾了飞秒强激光场中的原子、分子这一研究领域在近年来所取得的一系列里程碑式的重大发现,包括多光子电离、阈上电离、隧穿电离、越垒电离、非顺序双电离、电离稳定化、高次谐波发射等等非微扰现象.讨论了纯量子理论和纯经典方法在处理该类问题时经常遇到的困难.介绍了作者所在小组为此提出的半经典模型及其在解释强场物理现象时所取得的成果.最后对这一领域在未来几年内的可能发展方向作了简单的评述.     

空间非均匀激光场驱动的原子非次序双电离

利用三维经典系综模型,研究空间非均匀激光场驱动的氙原子非次序双电离,并对比了空间均匀激光场的情况.结果显示,波长较短时,空间非均匀激光场与空间均匀激光场的非次序双电离的产率较为相近.随着波长的增大,较高激光强度时空间非均匀激光场下非次序双电离受到越来越明显的抑制.相比于空间均匀激光场,空间非均匀激光场下非次序双电离两电子的末态发射角表现出更强烈的关联特性,特别在较大的激光波长下,两电子的末态发射角几乎全部集中在0°附近,这意味着两电子往往是平行发射到相同方向.此外,波长由近红外增大到中红外时,空间非均匀激光场下非次序双电离的有效再碰撞均由第1个电子的第1次返回主导,而空间均匀激光场下则呈现由第1次返回主导到第2次返回主导的转变.进一步,通过反演分析非次序双电离的经典轨迹,揭示了空间非均匀激光场下关联电子超快动力学过程的更多细节.     

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.     

以两种方法研究强激光场中的非时序双电离现象

以半经典再散射模型和量子S矩阵模型出发来研究强激光场中原子和分子的非时序双电离现象.分别利用这两个模型计算了电离率随激光强度的变化、反冲离子的动量分布、两出射电子的能量分布.数值结果表明半径典再散射模型和量子S矩阵模型在研究强场中原子和分子的非时序双电离现象时有很好的一致性.     

强场非次序双电离中再碰撞动力学的强度依赖

利用三维经典系综模型系统地研究了不同强度线偏振激光脉冲驱动下He原子的非次序双电离.结果表明在非次序双电离中回碰电子的返回次数、两电子的碰撞距离和电子对的关联特性都强烈地依赖于激光强度.对于750 nm,随着激光强度的增加,单次返回诱导的非次序双电离事件逐渐减少,而多次返回事件的比例显著增加.对于1500 nm,随着激光强度的增加,前三次返回诱导的非次序双电离事件都会减少,返回次数大于3的轨道对非次序双电离的贡献逐渐增加.这是因为在高强度下每次返回过程中母核的库仑吸引对返回电子横向偏离的补偿较弱,所以需要更多次的返回来补偿电子的横向偏离以实现再碰撞.轨道分析表明非次序双电离中两电子的碰撞距离随激光波长和强度的增加而逐渐减小.最后讨论了非次序双电离中电子对的关联特性对返回次数的依赖.     

Multiple recollisions in nonsequential double ionization below the recollision-ionization threshold

By using the three-dimensional classical ensemble model, the recollision dynamics in nonsequential double ionization (NSDI) of Ar by 780-nm laser pulses at (6-1.2)×10¹⁴ W/cm² was extensively studied. We revealed the picture of multiple-recollision in the double ionization events at the laser intensity region below the recollision-ionization threshold. Via tracing the NSDI trajectories, it was found that the contribution of these multiple-recollision events increases as the laser intensity decreases. In this low intensity region, many multiple-recollision induced NSDI trajectories occur through the doubly excited states. The decay speed of the doubly excited state decreases with the decreasing laser intensity.     

不同分子取向下氢分子非次序双电离对核间距的依赖关系

利用三维经典系综模型研究了氢分子非次序双电离对核间距的依赖性.在不同分子取向下,氢分子双电离率随核间距的增大而先增大后减小,在核间距为4a.u.时取最大值.氢分子非次序双电离对核间距的依赖性随分子轴与激光偏振方向间夹角φ的增大而减弱.φ=0时,氢分子非次序双电离包含丰富的相关模式,对核间距有强烈的依赖性φ=π/2时,不同核间距下的相关模式相似,重碰撞在双电离过程中发挥更重要的作用.这些结果表明分子结构对双原子分子非次序双电离有重要影响. 关键词： 非次序双电离 核间距 关联动量分布     

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.     

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.     

Nonsequential double ionization of the aligned hydrogen molecule in strong field

This paper studies the nonsequential double ionization(NSDI) process of diatomic molecules aligned parallel and perpendicular to an intense linearly polarized laser field by using a three-dimensional semiclassical model.With this model,it achieves insight into the ion momentum distribution under the combined influence of a two-centre Coulomb potential and an intense laser field,and this result shows the significant influence of molecular alignment on the ratio between double and single ionization rate.Careful investigations show that the NSDI process for different alignment molecules has a close relation to the laser intensity and the different bounding electron distribution has a significant influence on the final ion momentum distribution.     

Electron correlations in nonsequential double ionization of argon atoms by elliptically polarized laser pulses

Using a classical ensemble model, we investigate the correlation behaviour of electrons originating from nonsequential double ionization (NSDI) of argon atoms by the elliptically polarized laser pulses. Because of the ellipticity, not only the first electron to return but also the later return of tunneled electrons contribute significantly to NSDI. We mainly discuss two kinds of events of NSDI originating from the first and the second return separately. For the NSDI resulting from the recollision of the first return, the correlated electron momentum spectrum along the long axis of the laser polarization plane reveals an obvious V-like shape, located at the first and third quadrant. However, for the NSDI resulting from the recollision of the second return, the momenta of two electrons are distributed in the four quadrants uniformly. By analysing the trajectories of these two kinds, we find that the recollision energy and the laser phase at recollision are different for the first and second returning trajectories, which are responsible for the difference in the correlated behavior of the final electron momentum.