用共振激发延迟电离方法测定原子激发态的光电离截面

用两束脉冲激光,一束使原子共振激发,另一束使激发态原子电离,当电离光脉冲能量约达1J/cm~2时,可使电离饱和.测量被电离原子数的相对大小与电离光脉冲能量之间的函数关系,可以方便地得出原子激发态的光电离截面.延迟电离光至激发光脉冲结束后到达作用区,可以修正激发光对电离的贡献,并避免电离光引起的Stark位移对共振激发的影响.应用共振激发延迟电离方法测定了Cs原子7~2P_(3/2)态的光(λ=5320(?))电离截面,测量值σ_I=6.5×10~(-18)cm~2与Manson的计算值非常接近.     

利用同步辐射与离子阱研究高电离态离子

近年来,各种形式的离子阱作为“清洁”的离子存储器被应用于低能高电离态离子的碰撞和光谱学的研究.同步辐射作为一种新型光源,其能量范围宽,产生的光子能量高,是高电离态产生、电离和激发的有力手段.把二者的优点结合起来,可开辟新的科学生长点.[1] 研究低能高电离态离子,对于实验室等离子体和天体等离子体中的光电离和碰撞过程;对于量子电动力学的精密检验; 对于研究高电离态离子的能极结构和谱线;对于检验和发展光电离以及其他光与离子相互作用理论,都具有非常重要的意义,是当前原子、分子物理学的重要研究前沿. 利用同步辐射光产生离子…     

高气压强电场电离过程中的离子浓度分布规律

研究了高气压强电场电离区域的离子浓度分布的连续性方程, 对电离区域的电离物的产生、消失和输运进行了研究。通过采用电离放电增加了输入能量密度、G 值、电离占空比等, 从而提高了离子产生率。通过外加电场和离子“雪崩”头部的本征电场的叠加作用, 离子被束缚在放电通道中。对离子施加垂直电场方向的作用力, 就能把电场中的等离子体成束输送出去。已经能够做到有效体积仅为1cm³的等离子体源, 输运等离子体率达到 10¹² cm^{- 3}•s^{- 1}。     

质子与Be原子的碰撞电离过程研究

本文采用初态程函近似一连续扭曲波方法研究了质子和Be原子的碰撞电离过程：计算了入射离子能量从50keV／u到10000keV／u时一阶和二阶微分散射截面随电离电子能量和角度的变化规律,并对各种碰撞电离机理进行了详细讨论;计算所得总截面随入射离子能量的变化规律也与已有数据一致;另外采用FAC代码研究了Be原子的内壳层电子（1s）被电离后的俄歇过程．     

铈原子偶宇称自电离态激光共振电离光谱

给出了利用三色三光子激光共振电离光谱技术研究铈原子偶宇称自电离态的结果。27个有较大跃迁截面高奇宇称激发态被用作第二激发态。第三台染料激光波长在634～670nm范围内扫描,发现了141个偶宇称自电离态能级。为了寻求最佳电离方案,对有较大自电离态能级跃迁截面的各电离路径进行了初步的判定,推荐了8条较佳的电离路径。     

强光场中原子的电离速率

以静态场隧道电离为基础,在准静态近似的条件下,对描述强光场中原子及其各阶离子电离的电离速率进行了较为系统的总结,纠正了早期对隧道电离的电离速率公式进行讨论并且后来的计算中被广泛引用的文献「１０」中公式的错误,地部分稀有气体原子及其各了子在线偏振、圆偏振强光场中的了速度及相应的阈值光强进行了比较。     

低温等离子体

 一、等离子体通常,我们接触到的物质大多是处在固态、液态和气(汽)态,即所谓物质的三态,而等离子态可以说是物质的第四态.所谓等离子体(Plasma)一词原意是血浆、原生质。1927年,Langmair在研究汞的电离时,他将放电的气体称为等离子体.实际上,应该说,气体放电中那部分由于部分气体被电离而产生的电子和正离子密度相等的物质才称为等离子体.但是,这一概念往往被人们混淆,在很多情况下,往往把电离了的气体统称为等离子体.     

初始电子密度对光学薄膜激光损伤机制的影响

光学元件的激光损伤问题是激光器件向高功率密度方向发展中必须认识和克服的问题.基于Forkker-Planck方程,研究了激光与材料相互作用时的雪崩电离机制、多光子电离机制以及联合两种机制的情况.雪崩电离的产生需要一定密度的初始自由电子存在,该自由电子可以是材料中原本就存在的,也可能是光电离产生的.着重分析了材料中的初始自由电子对材料电离机制的影响.结果表明,雪崩过程在激光作用一段时间后会达到一个稳定的电离阶段（以自由电子平均能量不随时间变化为特征,且此时雪崩电离为材料电离的主导机制）,该时间与光电离速率、材料中初始自由电子密度有关.材料中的初始自由电子可以在一定程度上掩盖光电离的作用效果.
关键词:初始电子;激光损伤;光电离;雪崩电离     

新颖的酸催化迈克尔型巯基荧光探针的机理

迈克尔加成反应通常为碱催化的反应,但是在本工作体系当中,2-(2-乙烯基,7-羟基喹啉)丙二酸(QMA)能够被酸催化检测巯基. 从实验和理论计算证明了QMA探测巯基是,且溶液pH值越低,活 性越强. 在碱性溶液中,它的负离子形式QMA[-2H⁺]2^-不能够与电离前或电离后的巯基反应. 与QMA相比,它的酯QME显示出相反的pH效应,这与一般的基于迈克尔加成的巯基荧光探针类似. DFT计算得到的活化焓支持上述两种探针的pH效应. 在酸性溶液中,质子化的QMA与中性和碱性溶液中的负离子形式相比更容易与亲核试剂发生加成,因此能够与低活性的未电离硫醇反应. 相反地,QME与未电离硫醇反应的能垒很高,与电离后的硫醇反应活化能很低. 理论计算研究显示QMA与未电离硫醇的反应为1,4-加成而QME与电离后的硫醇的反应为1,2-加成.     

氦原子与氯离子碰撞过程中电子损失的研究

反冲离子飞行时间-散射离子位置灵敏符合技术及多参数获取系统测量了2 MeV～8 MeV的氯离子撞击氦原子,伴随氯离子电子损失过程氦的双、单重电离相对截面比;及氦原子被电离伴随的氯离子的双、单电子损失相对截面比.对测量结果进行了分析讨论.     

短脉冲激光辐照下SiO2损伤微观机理简化模型

 从电子密度速率方程出发，建立短脉冲激光辐照下SiO₂材料中导带电子增长简化模型，计算了SiO₂中光致电离速率和电子雪崩速率，得到SiO₂激光损伤阈值与脉冲宽度的关系，计算分析了光致电离和碰撞电离两种电离机制在导带电子累积过程中的不同作用。结果表明：脉冲较长，碰撞电离几乎能提供全部的导带电子，激光损伤阈值与脉宽的0.5次方成正比；脉冲较短时，导带电子主要由碰撞电离产生，光致电离提供碰撞电离的初始电子，激光损伤阈值随着脉宽的减小，先增加后减小。     

超高斯光束截割对多级电离产额的影响

针对光强为超高斯分布的激光束被圆孔截割的情况计算了聚焦区的光强度分布,给出了依赖于激光强度的理论电离体积,并由此研究多光子电离过程中多级电离的电离产额对激光强度的相关性.作为例子,计算了焦点处1013—1016Wcm-2强度范围内Xe的多级电离产额.结果表明:随着超高斯光束截割的增加,电离产额在饱和区呈现出明显的起伏和抑制效应.当超高斯光束的阶数n增加到一定程度(如n>2)或对大的截割条件(ρa=1),电离产额曲线的形状对n的依赖性将变得“迟钝”.计算给出的电离产额曲线上的这种起伏和抑制有可能用于解释已经 关键词： 超高斯光束 截割 多级电离     

正电子冲击下氦电离三重微分截面的理论计算

我们发展了一种正电子碰撞原子电离的畸变波Born近似方法, 在这个方法中,正负电子偶素通道通过一个ab initio的光学势附加到入射粒子和靶的相互作用势上,且通道对电离作用被第一次被考虑在正电子碰撞原子电离的过程中. 应用这个方法计算了在50 eV入射能量范围氦的电离的三重微分截面,计算结果和实验数据很好的符合.     

铝原子激发态近阈限光电离截面测量

本文利用激光烧蚀、激光泵浦-探测、共振增强多光子电离和飞行时间质谱相结合的实验技术,根据离子产额和电离激光能量的关系,获取铝原子激发态的光电离截面;并研究了光电离截面与电离富余能的依赖关系.电离富余能0-2.98 eV内光电离截面值范围为15.6±1.7 Mb-2.3±0.9 Mb,激发态的寿命为17.6±1.8,16.9±1.7ns.在光电离截面的测量中,总的均方根误差上限约为17%.     

用汞管研究弗兰克-赫兹实验中的电离问题

在弗兰克-赫兹实验中会观察到板极电流振荡曲线在某个电压下突然升高,振荡消失的现象,此时管子内部气体被击穿,产生大量离子和电子.由此产生一个疑问:原子电离是从何时开始的?是只存在于击穿过程中,还是早在击穿之前就存在了呢?通过电流放大器测量栅极G1的电流随栅极G2电压的变化曲线,观察到电流的逐步下降和突然反向的现象,获得了原子电离的直接证据,它说明:不仅在击穿时原子被电离,在击穿之前就存在着电离的过程,电离的数量随着加速电压增大而增多,击穿是电离增多到某种程度的突然放大。该发现的延伸意义是:既然有电离的存在,也就有各种高激发的存在,弗兰克-赫兹实验曲线是多种激发的综合结果,不能只考虑单一能级的激发。     

原子自电离态的研究

用适当的能量激发原子的某一电子时,电子被激发到能量高于基态的激发态.当外部作用与原子实(原子核加其他电子)的作用相等时,电子的能量E=0,电子脱离原子,发生电离.使该电子电离的最小能量叫做它的电离极限.在电离极限之上的原子态是连续态,因为这时原子实际上是离子加自由电子,自由电子的能量可以是任意的,所以这时是连续态.所有连续态的总体叫连续区.显然外层电子的电离限比内层电子的电离限低,即电离内层电子比电离外层电子需要更大的能量.这样,当激发一个内层电子时会出现这样一些分离态,这些态在一个外层电子的电离极限之上,在该电子…     

电离度效应对重类氢离子跃迁概率的影响

在高电离态类氢离子的新势函数模型下, 电子近核区域运动的相对论效应、有限核效应、量子电动力学(QED)等效应已被电离度效应所取代. 利用包含电离度效应的类氢离子波函数, 系统研究了电离度效应对重类氢离子电偶极跃迁概率的影响. 发现电离度效应使类氢He+9至Pm+60离子的跃迁概率相对增加3.55 %-10.38 %. 这有利于实验研究者估价自己测量到的原子或离子状态的正确性.     

计算局部热动平衡和非局部热动平衡等离子体电离度的近似方法

当物质被加热到高温时,特别是高Z元素都要产生多次电离。电离度对等离子体的很多性质都有重要影响。因此,为了解决等离子体的很多实际问题,需要寻求一种计算平均电离度的近似方法。在本文中,首先将文献[1]给出的Thomas-Fermi统计模型电离势的标度律和数值结果用函数逼近,给出了一个便于近似数值求解的解析表达式,然后利用文献[2]给出多次电离的近似计算方法,计算了Au元素LTE情况下的电离度,结果与平均离子模型的计算结果符合得很好。另外,我们将近似方法推广到non-LTE情况,根据电晕模型和碰撞-辐射模型对Au的电离度作了类似的计算。电晕模型的计算结果与文献[1]发表的数据符合得十分好;而碰撞-辐射模型的计算结果随着密度的降低趋近电晕模型的结果,而随着密度的升高趋近于LTE的结果。最后以图表的形式给出了Au元素电离度的所有计算结果及其比较。     

非全裸氟离子与氦原子碰撞中的转移电离过程

采用位置灵敏探测和散射离子 反冲离子飞行时间测量技术 ,测量了强相互作用区氟离子与氦原子碰撞中的转移电离截面与单电子俘获截面之比 .实验发现 ,该比值随作用强度的增加而减小 .在本工作能区 ,转移电离现象可视作一个电子被俘获、另一个电子被电离的两步过程 ;He原子二重电离的主要机制为两步机制. The cross-section ratios of the transfer ionization to the single electron capture of helium induced by fluorine ions in the strong-interaction region were measured by means of the position-sensitive-detecting and the time-of -flight (TOF) technologies. Is is found that the cross section ratios decrease with the increasing of the interaction-strength κ in this work. In the energy range of this work, the transfer ionization can be considered as a two-step process that one electron is captured by projectile...     

锰原子的二步多光子与三步三光子共振电离研究

激光共振电离技术是痕量分析中的重要手段之一。文章以速率方程理论为基础,对锰原子的激光共振电离过程进行了分析,讨论了电离过程中各级激发光功率密度及激光作用时间对电离效率的影响;提出了根据所要求的电离效率和激光作用时间计算所需要的各激发光或电离激光的功率密度的方法;得到了饱和激发或饱和电离的规律及阈值条件。研究发现,在激光作用时间为10 ns时,锰原子饱和电离的激光强度阈值基本都在108 W·cm-2的量级,只有“1+1”双色双共振低三个量级;而“1+1”和“1+1+1”饱和激发的激光强度阈值则在102～103 W·cm-2量级;并且随着激光作用时间的增加,各过程的饱和激发和饱和电离的激光强度阈值将单调减少。