激发光线宽对原子光致漂移速率的影响

在光致漂移效应的研究中,激发光线宽会改变原子激发的速度选择性,进而影响漂移速率的大小.本文以原子光致漂移速率方程理论为基础,利用强碰撞模型描述原子与缓冲气体的碰撞作用,运用数值方法对速率方程进行求解计算,研究了激发光线宽对原子漂移速率的影响.研究结果表明,其他条件相同时,随着线宽的增大,漂移速率的值呈现先增大后减小的趋势.存在一个最佳的激发光线宽,使得原子的漂移速率达到最大值.最佳线宽与激发光功率密度、温度和缓冲气体压强有关.为了获得最佳的光致漂移效果,激发光应工作在最佳线宽条件下.当激发光线宽在最佳线宽附近波动时,设置激发光线宽略大于最佳线宽可减少线宽波动对漂移速率的影响,对获得较大漂移速率更为有利.     

混沌场近似下锂原子光致漂移过程的动力学模型

以锂原子的光致漂移过程为例,从分析光致漂移的物理过程和锂原子的跃迁超精细吸收谱出发,结合分子动力学的输运方程和光与原子作用半经典近似下的密度矩阵,在光致漂移过程的动力学理论模型中同时引入了能级简并、超精细结构等因素,并以碰撞弛豫时间近似的方式将碰撞过程作为弛豫量引入微分方程组。在此基础上,在光致漂移过程中考虑了激光线宽的统计场处理方式,并成功推导了混沌场近似下的光致漂移过程中不同速度的锂原子在基态和激发态简并能级上布居分布的微分方程组。     

碰撞对钠分子梯形能级系统高位能级布居的影响

以氩气为缓冲气体,在实验上研究了碰撞过程对钠分子梯形能级系统高位能级两种布居过程的影响。对于双光子激发过程,由于消相碰撞,无多普勒加宽的洛伦兹尖峰随缓冲气体压力的增大而很快消失,加入少量缓冲气体时,碰撞激发过程对以多普勒宽度为特征的信号有一定的增强作用,但加入过量缓冲气体会由于消布居作用使信号减弱,对于主要通过碰撞实现高位能级布居的过程,加入缓冲气体对高位能级布居起关键作用,在速率方程近似下解释了上述结果。     

碰撞对钠分子菱形能级系统中高位能能布居的影响

在实验室上研究了碰撞过程对钠分子菱形能级系统高位能级布居的影响.无多普勒加宽的洛仑兹尖峰随缓冲气体压力的增大很快消失;加入少量缓冲气体,碰撞激发过程对以多普勒宽度为特征的信号有一定的增强作用,但加入过量缓冲气体会由于消布居作用使信号减弱.上述结果在速率方程近似下加以解释.     

碰撞对钠分子菱形能级系统中高位能级布居的影响

在实验室上研究了碰撞过程对钠分子菱形能级系统高位能级布居的影响。无多普勒加宽的洛仑兹尖峰随缓冲气体压力的增大很快消失；加入少量缓冲气体，碰撞激发过程对以多普勒宽度为特征的信号有一定的增强作用，但加入过量缓冲气体会由于消布居作用使信号减弱。上述结果在速率方程近似下加以解释。     

锂原子的高激发态能级计算及其在微波场中的布居动力学过程

利用B样条技术,设计了一种计算高激发原子能级结构的方法,计算了高激发锂原子的能级结构,并研究了里德堡锂原子在微波场中的布居动力学过程。     

碱金属原子的光激发与光电离

本文研究了碱金属原子在三步激光脉冲作用下的光激发和光电离过程的动力学特性, 重点关注和比较了锂和铯原子的异同. 针对多种激发模式, 本文不但建立了其原子布居数在各个跃迁态的速率方程组, 还给出了各相关态的光激发和光电离过程的解析解. 通过精心设计并选择了特殊情况, 显著简化了解析解的数学表达式, 从而凸显和讨论了其物理内涵. 通过自行编程, 系统地计算和观察了各种激发模式对锂原子的光激发和光电离过程的可能影响, 研究和讨论了电离率随激光参数的变化规律. 在相同激发模式下, 比较和分析了采用两种不同激发路径所导致的各态原子布居率的变化, 凸显了改变原子参数所产生的作用. 探讨了锂和铯原子在类似的激发条件下在电离率方面的差别. 最后, 基于本文的研究结果, 本文指出了优化电离率的多种途径.     

类锂钛离子电子碰撞激发截面和速率系数

在Ｚ标度类氢模型下，用Ｃｏｕｌｏｍｂ－Ｂｏｒｎ交换近似计算了‘水窗’波段类锂钛离子精细结构能级的电子碰撞激发截面和速率系数。为了更好地考虑碰撞过程中电子的关联效应和相对论效应，在计算过程中对有效核电荷的计算作了修改。     

碰撞辐射稳态等离子体电荷态分布的一种扩展模型

通过等离子体中离子激发-退激发平衡关系,构造一种离子激发组态之间满足的非Boltzmann分布,利用这个分布作为权函数对原子过程速率系数进行平均,构造出一个扩展的碰撞辐射稳态模型.利用该模型计算从低Z到高Z元素等离子体平均离子电荷随电子温度的变化.进而研究非Boltzmann分布对平均电离度和激发组态相对密度的影响.结果表明,它对相对激发组态密度的影响非常显著. 关键词： 扩展的碰撞辐射稳态 概率分布 能级动理学     

惯性约束聚变应用中全套原子参数研制

基于Cowan的准相对论程序包,文中扩充和发展了一系列组态平均、单组态和多组态不同层次的程序包,计算惯性约束聚变数值模拟及光谱诊断中需要的各种原子参数.本文以类氢、类氦和类锂的氩原子离子为例,计算了主量子数n≤6所有组态平均层次相关的电子碰撞激发和电离,光激发和电离,自电离,辐射复合、双电子复合、三体复合过程截面和速率系数等全套原子参数.截面和速率系数被拟合成可以方便使用的解析公式.     

含温有界原子模型下电子与离子碰撞激发和电离截面的理论研究

采用扭曲波玻恩交换近似方法，在自由原子模型下计算了电子与离子碰撞激发、电离截面，计算值与实验一致；在含温有界平均原子模型下，系统研究了不同温度、密度等离子体中离子的电子碰撞直接电离截面，发现由于温度、密度效应导致离子的能级漂移，引起等离子体中离子的碰撞电离截面比自由原子情形发生较大变化. 关键词： 平均原子模型 扭曲波波恩交换近似 电离截面     

类镍Au~(51+)离子电子碰撞激发特性的研究

利用全相对论扭曲波方法和研究电子碰撞激发过程的计算程序REIE06系统计算了类镍Au~(51+)离子从基态(3s~23p~63d~(10))n=3壳层3 l(l=s、p、d)电子激发到4 l、5 l(l=s、p、d、f)的碰撞激发强度和截面,研究了在不同入射电子能量下截面的变化规律,通过对类镍Au51+离子涉及X射线激光跃迁的相关能级电子碰撞激发速率的计算,分析了等离子体中电子温度对碰撞过程的影响.部分计算结果与其它理论及实验结果进行了比较,取得了很好的一致性.     

高激发态钠原子与分子碰撞能量转移及分子扩散带辐射的增强效应研究

在钠原子分子混合体系中 ,实验研究了加入缓冲气体对高位态原子分子碰撞能量转移和分子扩散带辐射的增强效应 ;运用瞬态碰撞模型作了理论计算 ,理论结果与实验结果相符合     

惯性约束聚变应用中全套原子参数研制

基于Cowan的准相对论程序包，中扩充和发展了一系列组态平均、单组态和多组态不同层次的程序包，计算惯性约束聚变数值模拟及光谱诊断中需要的各种原子参数。本以类氢、类氦和类锂的氩原子离子为例，计算了主量子数n≤6所有组态平均层次相关的电子碰撞激发和电离，光激发和电离，自电离，辐射复合、双电子复合、三体复合过程截面和速率系数等全套原子参数。截面和速率系数被拟合成可以方便使用的解析公式。     

高激发态钠原了与分子碰撞能量转移及分子扩散带辐射的增强效应研究

在钠原子－分子混合体系中,实验研究了加入缓冲气体对高位态原子－分子碰撞能量转移和分子扩散带辐射的增强效应;运用瞬态碰撞模型作了理论计算,理论结果与实验结果相符合。     

Debye等离子体中高能H++H碰撞激发过程的研究

利用碰撞参数玻恩近似方法研究了Debye 等离子体环境中高能H⁺+H的碰撞激发过程, 研究了不同Debye 半径下氢原子1s → 2p 的激发耦合相互作用矩阵元、入射粒子能量为160 keV/u 的激发电子跃迁概率以及入射粒子能量范围为100–1000 keV/u 的碰撞激发截面. 结果表明: 随着屏蔽效应的增强, 激发截面减小. 根据激发截面的公式以及计算结果详细分析了引起激发截面减少的原因. 入射粒子与激发电子之间的屏蔽相互作用势和靶的电子结构(波函数和能级) 对激发截面都有很重要的影响. 关键词： 等离子体 碰撞参数玻恩近似方法 碰撞激发截面     

高离化态类镍离子电子碰撞激发过程的相对论扭曲波理论研究

利用相对论扭曲波方法和新发展的研究电子碰撞激发过程的计算程序REIE06,系统计算了电子碰撞激发高离化态类镍Gd³⁶⁺和Rn⁵⁸⁺—U⁶⁴⁺(Z=86—92)离子从基态到4l(l=s,p,d,f)次壳层精细结构能级的碰撞强度和截面.研究了随等电子系列变化时,从基态到与X射线激光有关的3d⁹4p和3d⁹4d激发态能级的电子碰撞激发截面随Z的变化,讨论了强的组态相互作用对高离化态类镍离子截面的影响.通过对Gd³⁶⁺离子涉及X射线激光跃迁的相关能级电子碰撞激发速率系数的计算,分析了等离子体中电子温度对碰撞过程的影响.同时,目前部分计算结果与以往的理论结果进行了比较,得到了很好的一致性. 关键词： 电子碰撞激发 相对论扭曲波方法 高离化态类镍离子     

Auq+(q=47,55)离子的电子碰撞强度与速率系数

用准相对论扭曲波方法计算了Au^q+（q=47,55）离子的组态重心能级之间的电子碰撞激发强度和速率系数（简称激发参数）．着重分析了高能区光学允许跃迁的碰撞强度的行为，探讨了平面波近似的适用范围．与其他完全相对论数据比较，表明剩余的相对论效应是不大的．阐述了由约化量的5点样条值内插可得任意能量的碰撞强度和任意温度的速率系数．演示了碰撞强度随能量的变化，有效碰撞强度和速率系数随温度的变化．结果表明在类镍金两侧各延伸的4种不同荷电离子，其单电子激发参数变化小于10%，这对于使用平均原子模型     

锂原子的光激发和电场电离

对处于25P Rydberg态的锂原子进行了电场电离的理论研究。采用三步共振激发技术,沿2S1/2—2P3/2—3D3/2—25P的激发路径,使锂原子在25P Rydberg态上布居,再施加脉冲电场使其电离。针对上述光激发+场电离过程所涉及的各个原子态的粒子布居,建立起速率方程组,再通过拉普拉斯变换方法推导出各个态的粒子布居率和电离效率的解析表达式,以便对各个阶段的物理机理和特性进行理论分析。通过用Matlab语言自编的计算软件,不但定量分析了不同激光参数对光激发过程的影响,还研究了脉冲电场的参数对原子电离率的影响。研究表明,在本激发路径下,难以显著提高对25P Rydberg态的光激发效率,因而限制了电场电离的总体效率。     

质子碰撞硼原子非辐射的电荷转移过程

重粒子碰撞中的电子转移涉及复杂的电子关联机制,极大地影响等离子体中电荷态平衡,也是X射线的辐射的重要来源之一.电子转移截面与速率系数是国防工业发展核聚变等离子体所需要的重要原子参数.基于全量子的非辐射分子轨道密耦合方法,系统研究了质子碰撞硼原子在10^-3—10³ eV/u能量区间内的硼原子电子转移过程.计算采用多参考组:态方法得到总共15个电子转移、激发以及弹性散射的通道,每个通道对应的分子态能量得到了与实验符合较好的结果.分子态的绝热势能曲线间的避免交叉现象明显,构成了电子转移的主要途径.计算发现,质子碰撞硼原子过程中2s轨道的电子转移是占主导地位,2p轨道的电子转移贡献较小.在低能区,电子转移截面出现了明显的量子共振现象,这些共振主要来源于不同能量通道的耦合.此外,还计算了不同温度下的质子碰撞硼原子的电子转移速率,该速率可为复杂等离子体环境的模拟诊断提供重要的原子参数支持.