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.     

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。     

双原子分子多光子电离强场效应的含时波包动力学研究

强激光非线性条件下分子的多光子电离过程呈现出较为明显的强场效应．由于这种效应不能用传统的量子微扰论来处理。“缀饰态”模型方法提供了物理图象清晰的处理光与物质相互作用的方案．本文基于含时波包动力学的基本理论，将激光场看作经典场，利用“缀饰态”模型研究了强场下双原子分子（NO、RbI等）的多光子电离过程．研究表明，激光场的强度、泵浦-探测脉冲延迟时间等对多光子电离光电子能谱的形状有着重要的影响。而这种影响是由光诱导势引起的．另外，在研究具有两个连续态的Rbl体系时，自电离现象的发生也与势能面的交叉密切相关，并受外场强度的影响．本文计算模拟外场中分子的光电子能谱时所得到的强场效应对理解和实现原子分子过程的激光搛控具有重要的意义．     

光电子谱的峰开关效应

在文献[12]的基础上研究了强激光场作用下自电离原子的光电子谱,发现了与强场多光子电离中相类似的峰开关效应,从而进一步证实了强场下二阶离化过程和光电子谱中高阶峰的重要作用.本文结果对已有的强场自电离理论作了重要修正. 关键词：     

激光场中正电子对氢原子的电离反应

本文在一级Bom近似下，研究了激光场中正电子对基态氢原子的碰撞电离反应，并与入射粒子为电子的（e，2e）反应进行了对比．激光场中正电子态和敲出电子态分别采用Volkov波函数和Coulomb-Volkov波函数，靶原子的缀饰波函数由含时微扰论给出．计算结果显示激光缀饰的三重电离截面明显依赖于入射粒子电荷符号．激光越强，二者差距越大．     

高阶离化对强激光场诱导自电离的影响

本文讨论了以往强激光诱导自电离理论所忽略的二阶以上的高阶离化效应,得到了自电离谱的解析表达式,详细研究了高阶离化的影响。结果表明,当激光场足够强时,高阶离化使自电离谱和自电离态的缀饰态产生显著变化。 关键词：     

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     

线极化强激光与轻元素气体相互作用产生的电子剩余能

 对线极化超短脉冲强场电离进行了回顾和分析。对不同参数的超短脉冲、线极化强激光与轻元素气体靶相互作用产生的等离子体中电子剩余能进行了解析和粒子模拟(CIC)数值计算。考虑到强场线极化光产生的等离子体的高电离度和低电子温度的特点,采用了有别于通常计算逆轫致吸收的方法,用零温度近似计算逆轫致效应。CIC模拟计算强场与物质相互作用物理过程中还考虑了纵向电场效应。给出了强场线极化光与氦和氖元素气态靶相互作用的理论计算结果和相应的结论。     

双原子分子多光子电离强场效应的含时波包动力学研究

强激光非线性条件下分子的多光子电离过程呈现出较为明显的强场效应.由于这种效应不能用传统的量子微扰论来处理,“缀饰态”模型方法提供了物理图象清晰的处理光与物质相互作用的方案.本文基于含时波包动力学的基本理论,将激光场看作经典场,利用“缀饰态”模型研究了强场下双原子分子(NO、RbI等)的多光子电离过程.研究表明,激光场的强度、泵浦-探测脉冲延迟时间等对多光子电离光电子能谱的形状有着重要的影响,而这种影响是由光诱导势引起的.另外,在研究具有两个连续态的RbI体系时,自电离现象的发生也与势能面的交叉密切相关,并受外场强度的影响.本文计算模拟外场中分子的光电子能谱时所得到的强场效应对理解和实现原子分子过程的激光操控具有重要的意义.     

双原子分子多光子电离强场效应的含时波包动力学研究

强激光非线性条件下分子的多光子电离过程呈现出较为明显的强场效应.由于这种效应不能用传统的量子微扰论来处理,"缀饰态"模型方法提供了物理图象清晰的处理光与物质相互作用的方案.本文基于含时波包动力学的基本理论,将激光场看作经典场,利用"缀饰态"模型研究了强场下双原子分子(NO、RbI等)的多光子电离过程.研究表明,激光场的强度、泵浦-探测脉冲延迟时间等对多光子电离光电子能谱的形状有着重要的影响,而这种影响是由光诱导势引起的.另外,在研究具有两个连续态的RbI体系时,自电离现象的发生也与势能面的交叉密切相关,并受外场强度的影响.本文计算模拟外场中分子的光电子能谱时所得到的强场效应对理解和实现原子分子过程的激光操控具有重要的意义.     

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.     

线偏振双色激光场中氪原子的阈上电离现象

采用基于Guo,Aberg和Crasemann发展的强激光场中的非微扰量子散射理论(GAC理论),研究了线偏振双色激光场中氪(Kr)原子阈上电离的光电子角分布,双色激光场由一系列相同的单周期激光脉冲组成.研究发现光电子角分布有强烈的位相依赖关系,且呈现出反演不对称性、喷射结构和展宽结构等现象,这为实验上通过改变双色激光场的相对相位来观察和控制光电子角分布提供了一种有效的方法.     

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。     

利用强场多光子电离技术实现对多原子分子离子振动量子态的光学操控

利用飞秒光电子影像技术研究了碘甲烷分子在飞秒强激光场作用下的多光子电离动力学,在实验上实现了运用飞秒强场多光子电离技术对多原子分子离子的振动量子态进行光学操控.提高了飞秒激光的强度,从1.6×1013W/cm2提高到2.5×1013W/cm2.在增大的激光强度范围内,发现了新的能量组分,并对此进行归属.通过采集光电离的光电子影像可以得到强场电离后光电子的动能分布和角度分布两方面的信息,前期的研究主要侧重于讨论光电子动能随光强的变化,重点讨论了光电子角度分布随光强的变化,通过观察光电子角度分布的变化趋势对振动量子态调控机理进一步认识.     

具有空间结构的强激光场与原子相互作用研究的新进展(特邀)

随着超快超强激光技术的发展,强激光场光与物质相互作用的研究得到了广泛的关注。与此同时,光场调控技术在经典光学领域中的快速发展为光学操控提供了一个新的自由度。近年来,这两个不同领域之间的结合——具有空间结构的强激光场与物质相互作用,成为了强场物理前沿研究的热点之一。光电离和高次谐波是传统强场科学中两个十分基本又非常重要的物理过程。本文总结和综述了涡旋强激光场对光电离过程的影响和控制方面的研究进展,以及利用涡旋光束或者柱矢量光束驱动气体高次谐波产生等方面的最新工作,最后展望了具有空间结构强激光场与物质相互作用物理和光场调控研究的发展方向。     

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.     

超短强激光脉冲与H2＋相互作用研究：经典与量子计算的比较

用经典动力学和量子力学方法分别研究了Ｈ２＋在超短强激光场中的电离、离解和残存行为，得到了相似的结果：即在超短强激光脉冲作用下，Ｈ２＋的电离占优，但有限的量子计算低估了Ｈ２＋的离解几率；而经典处理则没有显示Ｈ２＋在超强场中的稳定化。另外，经典计算表明当核间距Ｒ伸展到一定范围时，Ｈ２＋的电离率最大。这符合量子计算中发现的电荷谐振增强电离（ＣＲＥＩ）现象。     

强激光与高密度气体相互作用中电子和离子加速的数值模拟

在现有的一维粒子模拟程序的基础上发展了带光电离和碰撞电离及蒙特卡罗两体碰撞的模拟程序(1D PIC-MCC). 用此程序模拟研究了短脉冲激光与He气靶相互作用时电子和离子的加速过程. 研究表明当强激光与过临界密度的微米厚度的平面靶相互作用时，靶前表面物质将被激光脉冲前沿迅速离化；新生的电子被激光场有质动力加速成为高能电子，这些电子穿入到靶内，通过电子碰撞电离离化靶内物质；一部分高能电子穿透靶后，会在靶的后表面形成强的电荷分离场，该场迅速离化靶后表面物质，同时使得后表面离子得到加速. 部分穿透靶的超热电子将被电荷分离场重新拉回靶内，在靶的前后表面振荡. 一些振荡电子在此过程中得到电荷分离场加速，离开前表面，在前表面也形成电荷分离场，使前表面离子得到加速. 关键词： 激光等离子体 光电离和碰撞电离 电子加速 离子加速     

强激光场中氢负离子双光子电离能量谱的研究

利用强场近似（Strong field approximation,SFA）方法研究氢负离子（H ）在强激光场中双光子电离的能量谱,所得到的电离谱随角度的变化规律与实验结果符合得很好.进一步的研究表明, H 离子在强激光场中双光子电离的能量谱与有质动力能有关.激光场强度越大,光电子的有质动力能也越大,能量谱向左移动越明显.我们的结果表明,使用强场近似是一种研究负离子在强激光场中电离过程的有效方法.     

两种结构的C4分子在激光场中的响应

运用含时密度泛函理论和分子动力学相结合的方法,研究线形和环形C4分子的光吸收谱及在强激光场中的电子和离子响应.研究表明,在相同的激光参数下,线形C4分子主要是电子获得能量,而环形C4分子主要是离子获得能量;线形C4分子的电离增强,x方向的激光场仅激发起线形C4分子的Dx的偶极振动,但是能激发起环形C4分子Dx的偶极振动及Dy的非偶极振动.