双色圆偏振飞秒脉冲驱动CO分子不对称解离

利用反旋圆偏振双色飞秒激光脉冲,结合电子-离子三维动量符合测量,实验研究了CO分子的单电离和双电离解离过程.在激光偏振平面内观测到碳离子C~+三叶草状的不对称动量分布.通过调节双色场中基频光和倍频光的相对相位,可以控制C~+的出射方向,实现CO分子的二维不对称解离.     

由动态Stark效应诱导的氢原子涡旋动量分布

采用强场近似方法,对处于两个具有时间延迟的圆偏振激光场中氢原子的涡旋状光电子动量分布进行了数值模拟。在两个延时激光脉冲的作用下,电子吸收光子后克服电离阈值,从基态经由两个不同的通道跃迁到连续态,产生的电子波包之间会发生干涉。模拟结果表明,所产生的光电子动量涡旋的旋向与两脉冲的偏振方向有关,涡旋臂的数目与激光载波频率有关。动态Stark效应是一种典型的强场现象。若在电离发生的同时考虑动态Stark效应,将会观察到动量涡旋的扭曲。对顺时针的动量涡旋及其扭曲进行分析,发现扭曲现象是由动态Stark效应引入的附加相位的时间非线性特性引起的。     

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.     

反旋双色圆偏振激光场下Ar原子非次序双电离研究

应用经典系综方法模拟了反旋双色圆偏振激光场下Ar原子非次序双电离过程.双电离概率随激光强度变化曲线呈现出"knee"结构,表明了明显的电子关联特征.通过调节倍频与基频激光场的场强比可以实现对双电离的增强或抑制以及最优化.在"knee"结构区域的不同场强下,这种调控机制具有相似性.通过分析重碰撞和激发电离的时间特征,进一步讨论了反旋双色圆偏振激光场的强度对不同电离通道的控制规律.     

原子发射高次谐波偏振态的调控

利用分裂算符法数值求解二维含时薛定谔方程研究了He原子在反旋双色组合激光场(由椭圆极化的基频场与圆极化的三倍频场构成)中产生高次谐波的偏振特性。研究结果表明,改变基频场的椭偏率、强度及相位可实现对高次谐波偏振态从圆偏振到椭圆偏振以及线偏振的完全调控,为实验室产生偏振态可控的紫外-软X射线光源提供了参考。     

波长和偏振依赖的O_2分子强激光场单电离

实验上,在线偏振和圆偏振强激光场中测得同核双原子分子O_2在两个不同波长(800 nm和1500 nm)下的离子产量随光强变化曲线,发现其呈现出有趣的波长和偏振依赖关系:O~+_2产量在长波长下比短波长下更低,且不同波长间O~+_2产量的差距在圆偏振光下相较线偏振下变得更大。利用散射矩阵(S-Matrix)理论模型定性地重复出实验结果,并从电子动量分布方面进一步确认了分子轨道效应对O_2强场单电离的影响。     

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.     

利用双色激光场下阈上电离谱鉴别H3^2+两种不同分子构型

我们最近证明,利用红外和深紫外双色激光场,SF6分子的结构信息可以通过其电离谱上的相干条纹获得[arXiv,1912.08499(2019)].在本文中,我们利用该方法考察了两种不同几何结构的分子离子H32+ 在激光场中的直接阈上电离(ATI)过程.通过与单色激光场中电离谱的比较发现,双色激光场的电离谱可以分辨分子的不同几何结构.由相干条件导出的公式可以很好地解释直接ATI动能谱和动量谱中的干涉条纹.此外,还发现通过改变分子核间距或改变激光强度可以改变电离谱的形状.由此可以推断,双色激光场诱导的ATI谱具有鉴别分子不同构型的能力,对复杂分子的几何结构成像具有一定的参考意义.     

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.     

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...     

少周期XUV激光中氢分子离子单光子电离理论研究

通过数值求解二维含时薛定谔方程研究了氢分子离子在圆偏振XUV少周期激光电场中的单光子电离,结果观察到不同核间距的氢分子离子的光电子能谱的能移现象.分析表明,在少周期激光场宽频情况下,分子电离电子的双中心干涉改变了夫兰克-康登因子的单调递减趋势,使不同核间距氢分子离子的光电子能谱出现能量移动.     

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

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.     

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。     

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.     

圆偏振激光附加太赫兹场作用下的高次谐波发射和孤立阿秒脉冲的产生

本文通过数值求解二维含时薛定谔方程,研究了圆偏振激光和太赫兹组合场作用下,H+2的高次谐波发射和孤立阿秒(1 as=10-18s)脉冲的产生.研究发现,无论在圆偏振激光场的x或y方向附加一个太赫兹场,都可以产生一个比较平滑的连续谐波谱.通过时频分析我们发现,高次谐波的贡献主要来自于短轨道.适当选取一些级次的连续谐波进行叠加,可以得到129 as或83 as的孤立阿秒脉冲.     

反向旋转双色椭偏场中原子隧穿电离电子的全息干涉

利用数值求解含时薛定谔方程和强场近似理论研究了反向旋转双色椭偏光场中氩原子隧穿电离电子的干涉.固定两脉冲的椭偏率均为0.3,当两椭偏场的相对相位为0.25π时,光电子动量谱中周期内干涉、叉状全息干涉和弧形全息干涉相互重叠.当两椭偏场的相对相位为0时,光电子动量谱中弧形全息干涉消除,并且周期内干涉和叉状全息干涉被彻底分离到动量谱的左右部分,从而得到一个在空间上独立的叉状全息干涉条纹.进一步研究表明,通过改变两椭偏光场的椭偏率还可以增强或抑制该独立叉状全息干涉条纹.这为干涉条纹的控制和分离提供了一个有效的手段,同时也有利于从全息干涉条纹中提取靶材结构信息和电子超快动力学信息.     

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. 关键词： 非序列双电离 静电场 重碰 非对称性场     

圆偏振激光附加太赫兹场作用下的高次谐波发射和孤立阿秒脉冲的产生

本文通过数值求解二维含时薛定谔方程,研究了圆偏振激光和太赫兹组合场作用下,H2+的高次谐波发射和孤立阿秒脉冲的产生。研究发现,无论在圆偏振激光场的 或 方向附加一个太赫兹场,都可以产生一个比较平滑的连续谐波谱。通过时频分析我们发现,高次谐波的贡献主要来自于短轨道。适当选取一些级次的连续谐波进行叠加,可以得到129 as或83 as的孤立阿秒脉冲。     

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。