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.     

反旋双色椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离对椭偏率的依赖

利用三维经典系综模型系统地研究了反向旋转双色椭偏场中Ar原子非次序双电离对椭偏率的依赖。数值结果显示双电离发生的概率随800 nm激光场椭偏率增大而增大,随1 600 nm激光场椭偏率增大而减小。这是因为当固定1 600 nm激光场椭偏率时,电子的返回概率和碰撞能量随800 nm激光场椭偏率增大而增大。而当固定800 nm激光场椭偏率时,电子的返回概率和碰撞能量随1 600 nm激光场椭偏率增大而减小。在两椭圆激光场的长轴沿x方向条件下,当1 600 nm激光场椭偏率为0.3时,离子动量分布由x负半轴向x正半轴移动。随着1 600 nm激光场和800 nm激光场椭偏率的增大,离子动量分布逐渐在y方向扩展最终形成一个分布于x轴两侧的两层结构。     

正交双色场中氢分子非次序双电离的研究

利用经典系综模型,研究了正交双色场作用下氢分子非次序双电离中双电离电子的相关特性.结果表明,双电离电子相关动量谱强烈地依赖于正交双色场的相对相位.通过改变正交双色场的相对相位,相关动量可以从反相关模式转变为相关模式.向后分析表明,相关电子动量谱对双色场相对相位的依赖关系起源于碰撞过程中碰撞电子碰撞角和碰撞动量对相对相位...     

双色反向旋转圆偏振激光场下氩原子高次谐波的产生

通过二阶分裂算符法数值求解了二维含时薛定谔方程,研究了双色反向旋转圆偏振激光场作用下氩原子的高次谐波的产生.研究表明,双色反向旋转圆偏振激光场的幅值比对高次谐波发射的效率有较大影响,当幅值比为1.4时高次谐波的发射效率最高,并应用时频分析方法、经典三步模型以及利萨茹图形等解释了高次谐波发射的物理机制.研究了不同幅值比情况下谐波场的旋转偏振特性,发现对不同频段的谐波谱的电场进行叠加,谐波场的偏振特性随幅值比的不同而发生变化,但谐波场的旋向性与入射激光脉冲的旋向性相同,不受幅值比变化的影响.     

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.     

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.     

氦原子非次序双电离对正交双色场强度比的依赖关系

利用经典系综模型研究了正交双色场中氦原子非次序双电离对双色场强度比的依赖关系.研究表明, 该依赖关系与双色场相对相位φ 有关. φ =0.25π 时,沿长波长激光偏振方向的相关动量谱随强度比的增大从相关模式转变为反相关模式. φ =0.35π, 0.45π 时,相关动量主要分布在第一和第三象限,相关模式几乎不随强度比的变化而变化.对双电离轨迹碰撞时间、碰撞角、碰撞动量的向后分析可以解释上述结果,并显示了正交双色场对非次序双电离中碰撞时间、碰撞角的控制作用.     

圆偏振强激光场下等离子体动力学方程及输运

将Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程转换到电子在激光场中振荡的坐标中，得到了光场作用下的电子动力学方程；给出了圆偏振激光场作用下的电子－离子、电子－电子碰撞项；在不同的场强区域讨论了等离子体热电输运．研究表明，当电子在激光场的颤动速度接近或者大于其热运动速度时，与没有激光场情况相比，等离子体的热电输运减小很多． 关键词：     

碰撞阈值下氩原子非次序双电离

利用三维经典系综模型研究了碰撞阈值下氩原子的非次序双电离.计算结果表明,关联电子末态纵向动量主要分布在二、四象限,且在原点附近几乎没有分布;Ar²⁺离子末态纵向动量谱在零动量附近呈单峰结构.上述结果与实验结果 定量一致.轨迹分析表明,在碰撞阈值下,氩原子非次序双电离的微观物理机理在不同激光强度下是不相同的.当激光强度I=0.7×10¹⁴ W/cm²时,一次碰撞主导重碰撞过程.而当I=0.4×10^{14关键词： 非次序双电离 库仑引力 碰撞阈值 电子关联}     

椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离对激光强度的依赖

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对激光强度的依赖.计算结果显示,沿激光偏振平面长轴方向,电子对的关联行为依赖于激光强度,在较高的激光强度下,关联电子对的动量谱呈正关联,并且在一、三象限呈现明显的V-型结构.在较低的激光强度下,关联电子对的动量谱呈强烈的反关联行为.在激光偏振平面短轴方向,关联电子对的动量谱在不同的激光强度下均呈现强烈的反关联行为.通过分析非次序双电离的经典运动轨迹,证明末态电子之间的排斥作用对关联电子动量谱在激光偏振平面长轴方向的V-型结构,以及短轴方向的反关联行为起决定性作用.     

双色强激光中原子电离率与相位关系的数值研究

用Kulander等人发展的方法计算了双色光电离率随φ的变化,发现了当双色光场强度超过阈值时R-φ关系的转变,与经典方法计算的结果作了比较。     

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.     

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.     

基于FORTRAN的双色圆偏振激光场光电离的电子涡旋研究

通过求解二维含时薛定谔方程的方法研究了双色反旋圆偏振激光场中He+光电子的电子涡旋.我们用FORTRAN语言编程模拟He+在双色反旋圆偏振激光场中光电子动量分布,发现He+在双色反旋圆偏振激光场中光电子动量分布呈涡旋结构,并且当改变两束激光脉冲的发射顺序时,电子旋涡也会随之发生改变.同时,我们还发现反旋激光场的电子涡旋...     

激光场中H原子多光子电离速率

建立了激光与原子相互作用的伪分立态模型,并用此模型计算了激光场中Ｈ原子的多光子电离速率。对于光子能量较小的激光,计算结果与其它理论计算结果相符合。     

铕原子双色三光子共振电离光谱的研究

利用双色三光子共振电离光谱技术,对处于42896~44854 cm-1能域内的铕(Eu)原子奇宇称高激发态的光谱特性进行了研究,报道了该能域内93个高激发态的光谱信息。一方面,采用了三种不同的激发路径,不仅测量了这些高激发态的能级位置,还给出了它们的光电离信号的相对强度;另一方面,结合电偶极跃迁的选择定则,对所得光谱数据进行了细致地分析和比较,唯一确定了各原子态的总角动量J。通过与相关文献资料进行对比,不仅确认了许多高激发态的研究结果,还发现了25个新的奇宇称高激发态。此外,还对文献中的少数高激发态的光谱归属进行了修正,并唯一地确定了这些高激发态的J值。     

控制原子非顺序双电离的新方法——双色场方法

电子关联是自然界中的一种普遍现象,它决定了物质的宏观结构,影响着化学反应,它也是物质超导性的本质原因。因此电子关联的研究是目前的一个热点。在强场激光脉冲作用下发生双电离的原子产生的电子对体现了强烈的相关性,它为我们研究电子相关性提供了一个新的途径。     

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.     

低强度周期量级脉冲驱动排列分子的非次序双电离

本文利用三维经典系综模型研究了低强度周期量级脉冲驱动排列分子的非次序双电离. 结果表明, 电子对的关联特性强烈地依赖于分子的排列方向和激光脉冲的载波包络相位; 垂直分子反关联电子对的比例总是高于平行分子反关联电子对的比例; 当载波包络相位从0到π 逐渐增加时, 反关联电子对的数目先增加再减少; 对于平行分子, 电子对的释放总是以正关联为主; 而垂直分子的主导关联模式则依赖于激光脉冲的载波包络相位, 当载波包络相位为0.3π-0.7π之间时, 电子对以反关联释放为主, 其他相位下以正关联为主. 本文利用分子势能曲线和电子返回能量很好地解释了电子关联特性对分子排列方向和载波包络相位的依赖关系.     

强激光场中原子双电离动力学复杂机制分析

通过数值求解薛定谔方程并用抓拍(snapshot)的方式观测两电子动量分布,我们研究了超强超快激光场中原子发生非次序双电离的不同机制.我们的模拟表明抓拍过程中双电离波函数的选取范围对两电子动量分布图样的特征和分布范围等都有显著的影响.图样中这种由于不同的观测范围导致的明显区别直接地影响我们对非次序双电离动力学过程的分辨.为此本文即结合经典再散射三步模型,详细分析了抓拍过程中双电离波函数范围的选取,并深入讨论了不同的非次序双电离机制及其对应的动量分布的特征.本文的结果将给相关的实验研究提供有益的参考.