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.     

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。     

强激光场中原子单电离的半经典方法

随着激光器技术的发展,实验室中可获得的激光场强度不断增大,可以观测到各种高度非线性的实验现象,比如原子分子中的电子可以从强激光场中吸收比克服电离能需要的光子数更多的光子而发生电离,被称为阈上电离.这些非线性现象向量子力学的微扰理论提出了挑战,而精确求解含时薛定谔方程的方法只局限在少数的简单原子或分子,并且计算复杂.在这种情形下,基于电子轨迹的半经典理论由于其物理过程清晰、计算简单等优点应运而生,在强场光电离领域已经广泛应用.本文从原子分子电离的经典描述出发,介绍了半经典理论的发展.半经典理论结合了量子力学隧穿效应、电子经典的轨道描述以及量子的相位信息,能够很好地解释在强场隧穿区的各种实验现象.文中重点介绍两种已经发展得较为成熟的半经典方法,即量子轨道蒙特卡罗方法 (quantum trajectory Monte Carlo)和库仑修正下的强场近似方法 (Coulomb-corrected strong field approximation).这两种方法的优点在于同时考虑了电子轨迹的库仑势作用以及电子轨迹之间的干涉效应,能够通过追踪电子的运动轨迹对电离电子动量谱中各种结构的形成给出直观清晰的解释.     

强激光场诱导自电离理论

在Fano模型中考虑了在离化限之上额外吸收一个光子的二阶离化过程,重新研究了强激光场诱导自电离的动力学,着重讨论了二阶离化过程对光电子谱的重要影响.     

强激光场中原子团簇的电离和光辐射

通过数值求解一维含时薛定谔方程,研究了原子与原子围簇的电离、电子的时间演化和光辐射现象。结果表明,原子团簇比原子更易于电离,原子团簇中电子的时间演化和原子中电子的时间演化不同,光辐射频率也要高很多。     

中红外波段超快强激光场驱动的原子单电离

利用波长可调谐的强飞秒激光脉冲,在中红外波段系统地测量了氙原子的单电离离子产率随光强的变化关系。基于PPT模型和ADK模型进行了理论计算,并将理论计算结果与实验结果进行了对比,发现在整个测量区域,基于PPT模型的计算结果均与实验结果相符,而在较长波长、较高光强时基于ADK模型的计算结果与实验结果吻合较好。两种理论模型在深隧穿电离区域的一致性及其描述原子单电离行为的有效性在实验中得到了直接验证,可以利用这两种模型准确地标定长波长激光脉冲的绝对光强。     

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.     

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。     

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ω1a.u.,γ1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.     

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...     

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     

超快强激光驱动的原子分子电离

强场电离是超快强激光与物质相互作用时发生的基本物理过程。强场驱动原子分子的电离电子动力学过程发生在一个光学振荡周期以内,是在阿秒时间尺度上研究电子超快动力学的典范。不仅如此,强场驱动下的超短电子束还为探测原子分子的结构及其超快动力学提供了重要的技术手段。文章首先简要阐述了超快强光场中原子分子电离的基本物理图像,在此基础上,介绍了近年来基于强场电离电子开展的超快过程研究的几个例子,最后简要讨论了强场电离研究的未来可能发展方向。     

惰性气体原子和离子在强激光场中的隧道电离

在隧道电离区域利用ADK模型并考虑了激光的体积效应,对惰性气体原子及各价离子在强激光场中的电离产额进行了计算,并与BSI模型及实验结果进行了比较,结果发现ADK模型的结果会随着原子序数的增加而变好,尤其对Xe离子,不需要进行强度转换就能给出很好的结果．由此可以得出结论：对于重原子（或离子）,用ADK模型得到的离子产额与实验结果符合得更好．最后通过分析ADK模型的适用范围,给出了和计算结果相一致的结论．     

用强场近似方法研究强激光场中H原子的电离

利用传统的强场近似方法和考虑Coulomb修正的强场近似方法,计算了H原子在激光场中的总电离几率及H原子在不同波长激光场中电离的能量谱,并将得到的能量谱与直接数值求解含时Schrödinger方程的结果进行了比较,结果发现：当激光波长较长时,考虑Coulomb 修正的强场近似方法得到的结果与数值求解含时Schrödinger方程的结果符合得较好。     

异核双原子和三原子分子在红外强激光场中的电离抑制

Ionization is the fundamental process in interaction of atoms/molecules with femtosecond strong laser fields. Comparing to atoms, molecules exhibit peculiar behaviors in strong-field ionization because of their diverse geometric structures, molecular electronic orbitals as well as extra nuclear degrees of freedom. In this study, we investigate strong field single and double ionization of carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO₂) in linearly polarized 50-fs, 800-nm laser fields with peak intensity in the range of 2×10¹³ W/cm² to 2×10¹⁴ W/cm² using time-of-flight mass spectrometer. By comparing the ionization yields with that of the companion atom krypton (Kr), which has similar ionization potential to the molecules, we investigate the effect of molecular electronic orbitals on the strong-field ionization. The results show that comparing to Kr, no significant suppression is observed in single ionization of both molecules and in non-sequential double ionization (NSDI) of CO, while the NSDI probability of CO₂ is strongly suppressed. Based on our results and previous studies on homonuclear diatomic molecules (N₂ and O₂), the mechanism of different suppression effect is discussed. It is indicated that the different structure of the highest occupied molecular orbitals of CO and CO₂ leads to distinct behaviors in two-center interference by the electronic wave-packet and angular distributions of the ionized electrons, resulting in different suppression effect in strong-field ionization.     

强激光场诱导自电离中的相干效应

已有的强激光诱导自电离理论都未考虑二阶离化过程,而本文则详细研究了这种相干弛豫机制对光电子谱等的影响。结果表明,在以往文献讨论的光强范围内,许多物理性质将因此发生重要改变:(1)在某些条件下,谱线变窄(line-narrowing)效应会消失;(2)原有的光电子峰大为消弱;(3)与最新的多光子电离实验结果一致,高阶光电子谱峰随光强的提高急剧增强,在足够强的光场下将起主导作用。 关键词：     

光滑激光脉冲作用下的强场自电离

本文研究了光滑激光脉冲作用下包含高阶离化的强场自电离过程,导出了其中的基本方程,得到了基态布居和光电子谱的一系列解析表达式。讨论了指数增长脉冲作用时的具体结果,发现高能谱比低能谱更能呈现出光电子谱在脉冲光作用下特有的多峰分裂。     

纳秒强激光电离苯产生高价碳离子的波长效应

随着高强度超短脉冲激光器的发展 ,分子、原子与强激光场的相互作用已经成为一个重要的研究领域 ,其中分子或原子团簇在强场下发生的库仑爆炸现象成为研究的热点之一 .苯具有高对称的环形结构 ,激发态能级密集 ,因此 ,不论是早期的激光对分子的多光子电离解离 (MPID) ,以及强场与多原子分子的相互作用 ,还是后来超短脉冲激光下团簇相关的库仑爆炸研究都将其作为一个重要的研究对象[1- 8] .最近 ,我们用波长为 5 3 2nm、脉宽为 2 5ns的激光对苯等物质进行电离时 ,发现在 1 0 10 ～1 0 11W/cm2 的功率密度下 ,其质谱中出现了高平动能的C2 +…