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.     

多光子过程和自发辐射对激光诱导自电离的影响

利用反作用算符的方法,研究了一个单模激光场将原子从束缚能级激发到自电离能级的过程中,双光子过程和自发辐射过程的影响。研究结果表明:自发辐射对这种光电离过程的影响一般情况下是很小的,但光子能谱特性十分明确地表明,辐射主要来源于由态共振加强的喇曼过程;并显示了激光诱导自电离过程中的缀饰(Dressed)原子图像;双光子过程将使光电子能谱和光诱导自电离过程变得非常复杂,单光子和双光子过程所产生的光电子能谱,都具有多极大值结构。     

K_2分子在强激光场下的量子调控:缀饰态选择性分布

利用含时量子波包法理论研究了分子在强激光场条件下的量子调控.选取K2分子的三态模型(基态|X〉、激发态|B〉和电离态|X+〉)作为研究对象.在强激光场的作用下,激发态|B〉缀饰成两个子态:|α〉态和|β〉态.分析K2分子电离后的光电子能谱,可以得到缀饰态|α〉和|β〉的能量和概率分布信息.同时,根据分子的缀饰态理论,提出了K2分子的缀饰态选择性分布方案.研究表明:调节激光场的强度可以实现对缀饰态能量的调控,改变激光场的波长可以实现对缀饰态概率的选择性分布.     

双共振激发多光子电离过程中电离光电子谱的量子相干调制

利用缀饰态和微扰理论,研究了双共振激发多光子电离过程中电离光电子谱的量子相干特性,讨论了强场作用下激发脉冲的面积和脉冲间的延迟对多光子电离光电子谱的影响.结果表明,脉冲面积和脉冲间的延迟对电离光电子谱有明显的调制作用.当第一个脉冲的面积和脉冲间的延迟选取合适时,实现了多光子电离光电子谱Autler-Townes分裂以及电离光电子谱中干涉条纹的控制,并且利用这一量子相干控制实现了粒子在两个缀饰态之间的选择性布居;第二个脉冲面积的变化不影响两个缀饰态上的粒子布居几率,但对电离光电子谱有着明显的调制作用.     

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．     

Cooper极小值对基态原子多光子电离谱的影响

考虑到残留离子势对末态光电子的影响利用ＨＦＳ自洽场方法和改进的ＫＦＲ方法,研究了在圆偏振强激光场中,基态原子外壳层电子的多光子电离过程。发现在现有条件下,Ｃｏｏｐｅｒ极小值对ｐ、ｄ态电子的多光子电离谱没有影响,或者影响甚微,对ｓ态电子多光子电离谱的影响是广泛和深刻的,而且这一影响的程度与光子的能量和光场强度有较强的依赖关系。     

含时波包动力学方法研究飞秒激光场下NH3分子通过中间预解离态A^～的光电子能谱

本首次利用二维含时波包动力学理论研究了飞秒激光场下NH3分子通过中间预解离态A^～的共振增强多光子电离光电子能谱(REMPI—PES)，得到了与实验相同的结果。计算中应用多项式函数拟合从头算结果得到的内坐标下的二维解析势能面包括基态X^-、中间预解离态A^～以及其它准连续的电子-离子对态，并经坐标变换得到质量加权坐标系下的相应势能面。劈裂算符-快速傅立叶变换(FFT)方法是波包传播的基本方法。计算分析表明，脉冲的形状(强度、脉宽等)对光电子能谱有着很大的影响，能谱中的三组峰簇可以认为是由强场对势能面的影响引起的，因而强场效应是解释飞秒时间分辨光电子能谱的关键。这种思想对实现原子和分子过程的相干控制具有重要的意义。     

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.     

含时波包动力学方法研究飞秒激光场下NH3分子通过中间预解离态(A)的光电子能谱

本文首次利用二维含时波包动力学理论研究了飞秒激光场下NH3分子通过中间预解离态(A)的共振增强多光子电离光电子能谱(REMPI-PES),得到了与实验相同的结果.计算中应用多项式函数拟合从头算结果得到的内坐标下的二维解析势能面包括基态(X)、中间预解离态(A)以及其它准连续的电子-离子对态,并经坐标变换得到质量加权坐标系下的相应势能面.劈裂算符-快速傅立叶变换(FFT)方法是波包传播的基本方法.计算分析表明,脉冲的形状(强度、脉宽等)对光电子能谱有着很大的影响,能谱中的三组峰簇可以认为是由强场对势能面的影响引起的,因而强场效应是解释飞秒时间分辨光电子能谱的关键.这种思想对实现原子和分子过程的相干控制具有重要的意义.     

原子激发态在高频强激光作用下的光电离研究

本文通过数值求解动量空间的三维含时薛定谔方程, 研究了原子高激发态在高频激光脉冲作用下, 在电离阈值附近的光电子能谱和两维动量角分布. 研究结果表明: 在该能量范围内, 单光子电离过程的贡献是最主要的. 体系初态的主量子数可以由光电子能谱峰值的位置来确定; 体系初态的角量子数可以通过光电子的两维动量角度分布确定. 在比较宽泛的参数范围内, 这一规律不随入射激光的强度和脉冲时间宽度的改变而改变, 因此原则上可以利用它对原子的初态进行识别. 此外, 还研究了体系的初态为相干叠加态, 光电子动量谱随着叠加态相对相位的变化规律. 关键词： 阈上电离 激发态 高频激光脉冲 两维动量角度分布     

激光场中正电子对氢原子的电离反应

本文在一级Born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.     

双波长圆偏振光场中分子电离动力学的研究新进展

超短激光脉冲的出现为人们研究原子分子内电子的超快动力学过程提供了重要的技术手段。强激光诱导原子分子的光电离过程是光诱导物理过程的基石,也是目前强场物理领域的前沿热点之一。本文重点综述了双波长圆偏振光场中分子电离动力学的研究进展。首先,介绍了研究强场分子电离动力学的半经典模型,给出了电离电子波包的相位和振幅分布。然后,介绍了利用双波长圆偏振光场测量H2分子和CO分子的电离动力学的研究,发现电离电子的振幅结构以及隧穿后电子受到的长程库仑势都会影响电子的动力学过程。此外,电子波包的相位结构也会包含在光电子的发射角中,这个初始相位编码了电子吸收光子而电离过程中的时域信息。最后,对新型阿秒钟在分子光电离过程中的应用进行了总结,并展望了未来复杂分子体系的应用前景。     

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：     

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：     

强激光场下原子分子量子隧穿实验测量

强激光场下原子分子的多光子电离和隧道电离是极端条件下的量子现象,也是强场光物理中基本的动力学过程.测量原子分子在强激光场中的超快动力学对探索微观粒子内部结构和相互作用有重要意义.本文简述强场光电离中的基本概念和现象,并介绍强激光与原子分子相互作用研究中的重要仪器——冷靶反冲离子动量成像谱仪(COLT-RIMS),最后展...     

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。     

激光与原子相互作用的伪分立态模型

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和高次谐波。     

一维模型氢原子在啁啾激光场中的阈上电离

通过数值求解一维模型氢原子在啁啾激光场中的含时薛定谔方程,研究了在不同电离机制下啁啾率对阈上电离能谱的影响. 计算结果表明,三种不同电离区域的光电子能谱对啁啾率的依赖程度不同. 结合激发束缚态的总布局,阐明了多光子阈上电离能谱的啁啾依赖主要源自于激发束缚态的贡献. 而单光子和隧穿电离区,电子可通过吸收单个光子或隧穿势垒到达连续态,因此激发束缚态的影响较小. 另外,隧穿电离区光电子能谱第一个平台截止位置对啁啾率的依赖可归结于激发束缚态的贡献.     

强激光场阈上电离理论

本文提出一种统一的阈上电离理论。根据该理论,可以定量描述较真实的原子阈上电离过程并能清楚地阐明实验观测的阈上电离现象。该现象可理解为前后相继的两个过程:(1)先从无场的初态吸收N个光子而到场缀末态的量子跃迁过程。(2)欲定量描述实验测量,还需考虑光电子逃离光场时与光场相互作用的“后作用效应”。该“后作用效应”是由非均匀激光场所形成的无质动力所引起的经典物理过程。 关键词：