强激光场中的原子电离

按照激光场的强度，原子与强激光场的相互作用可以大致分成几个典型区域，文章概述了不同区域内民离的基本特征和相应的理论模型，重点介绍了描述强场电离程的准静态理论，并讨论了各种理论的适用范围。     

双原子分子在强红外激光场中的多光子解离理论

研究双原子分子的红外多光子解离，外场与分子的相互作用采用偶极近似，由Ｃｌｏｓｅ-Ｃｏｕｐｌｉｎｇ方法，可将体系的Ｓｃｈｒ?ｄｉｎｇｅｒ方程转化为一个矩阵方程，其中的系数矩阵具有时间周期性．因此，能够应用Ｆｌｏｑｕｅｔ理论非常有效地减少计算工作量而得到方程的解．为了给出数字结果，详细计算了ＨＦ分子的多光子解离，所用红外激光场的强度为１.２５×１０^１２Ｗ／ｃｍ^２． 关键词：     

惰性气体原子和离子在强激光场中的隧道电离

在隧道电离区域利用ADK模型并考虑了激光的体积效应,对惰性气体原子及各价离子在强激光场中的电离产额进行了计算,并与BSI模型及实验结果进行了比较,结果发现ADK模型的结果会随着原子序数的增加而变好,尤其对Xe离子,不需要进行强度转换就能给出很好的结果．由此可以得出结论：对于重原子（或离子）,用ADK模型得到的离子产额与实验结果符合得更好．最后通过分析ADK模型的适用范围,给出了和计算结果相一致的结论．     

不同原子在飞秒强激光场中的里德堡态激发和双电离

利用质量分辨的脉冲电场电离方法结合飞行时间质谱,系统地研究了He,Ar和Xe原子在800 nm飞秒强激光场中的里德堡态激发过程,并将其与非序列双电离过程进行了比较,探讨了激发与非序列双电离过程的区别,以及不同原子里德堡态激发过程的规律性变化.研究结果有助于深入了解强激光场中原子里德堡态激发的物理机理.     

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.     

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。     

中红外波段超快强激光场驱动的原子单电离

利用波长可调谐的强飞秒激光脉冲,在中红外波段系统地测量了氙原子的单电离离子产率随光强的变化关系。基于PPT模型和ADK模型进行了理论计算,并将理论计算结果与实验结果进行了对比,发现在整个测量区域,基于PPT模型的计算结果均与实验结果相符,而在较长波长、较高光强时基于ADK模型的计算结果与实验结果吻合较好。两种理论模型在深隧穿电离区域的一致性及其描述原子单电离行为的有效性在实验中得到了直接验证,可以利用这两种模型准确地标定长波长激光脉冲的绝对光强。     

强激光场原子隧道电离的研究新进展

光与物质的相互作用一直是科学的主旋律之一.随着超强超短激光技术的快速发展,如今人们可以研究单个原子的内部世界,并调控光与电子的相互作用,从而实现了对原子内电子的超快动力学过程的探索.强激光诱导的原子隧道电离是众多强场物理现象的基石,具有重要的研究意义,也是研究前沿的热点之一.综述了强场原子隧道电离的最新研究进展,基于隧...     

超快强激光驱动的原子分子电离

强场电离是超快强激光与物质相互作用时发生的基本物理过程。强场驱动原子分子的电离电子动力学过程发生在一个光学振荡周期以内,是在阿秒时间尺度上研究电子超快动力学的典范。不仅如此,强场驱动下的超短电子束还为探测原子分子的结构及其超快动力学提供了重要的技术手段。文章首先简要阐述了超快强光场中原子分子电离的基本物理图像,在此基础上,介绍了近年来基于强场电离电子开展的超快过程研究的几个例子,最后简要讨论了强场电离研究的未来可能发展方向。     

外场参数对超冷原子向异核三原子分子转化的影响

文章研究了利用双光子受激拉曼绝热暗通道技术实现超冷原子向异核三原子分子转化过程中,可控外场参量(包括拉比脉冲的强度,脉宽以及单光子失谐等)对系统绝热性和转化效率的影响. 结果发现,系统的转化效率随斯托克斯光强度的增大先减小,后振荡,最终趋于小于1的稳定值,而随抽运光强的增大先增大,然后很快趋于1,表明抽运光和斯托克斯光对超冷分子的形成具有不同的作用. 脉冲宽度既能决定最终转化效率的大小,也能反映达到稳定转化所需的时间. 单光子失谐为红失谐时,系统有比较高的稳定转化效率,而蓝失谐光脉冲则不利于超冷分子的形成. 另外,还讨论了超冷异核三原子分子转化系统在经历不同反应通道时绝热性和转化效率的差别. 关键词： 异核三原子分子 受激拉曼绝热暗通道 绝热参量 绝热保真度     

Study on Non-Sequential Double Ionization of Aligned Diatomic Molecules in Strong Laser Fields

We develop a semiclassical model to describe the non-sequential double ionization of aligned diatomic molecules in an intense linearly polarized field. It is found that in the tunnelling regime, the oriented molecule shows geometric effects on double ionization process when aligned parallel and perpendicular to the external field. Our results are qualitatively consistent with the recent experimental observations.     

Semiclassical Approach to Non-Sequential Double Ionization of Diatomic Molecules in Strong Laser Field

We develop a semiclassical model to describe the non-sequential double ionization of diatomic molecules in an intense linearly polarized field, achieving insight into the two-electron correlation effect in the ionization dynamics. Compared to the experimental data of nitrogen molecules, our model shows a good agreement in the tunnelling regime and a qualitative agreement in the over-barrier regime. We find that the classical collisional trajectories are the main source of the double ionization in the tunnelling regime. As a prediction of our theory, we also calculate the double ionization ratios of H2^2＋/H2^＋ for hydrogen molecules and predict a ratio less than that of nitrogen molecules.     

Control of Ionization in the Interaction of Strong Laser Fields with Dense Nanoplasmas

Different experimental methods to maximize the yield of highly charged ions in silver and xenon clusters interacting with intense and ultra‐short optical laser pulses are discussed. Theoretically, the interaction of strong laser fields with clusters is investigated within the nanoplasma model. The time evolution of the laser intensity has been parametrized. The free optimization of the parameters with a genetic algorithm is an effective but expensive tool to control the plasma dynamics. Comparison is given to the parametric control method in which pulse separation and relative intensity ratio of double‐pulses are varied. This method delivers in the case of silver and xenon clusters pulses quite close to the optimal pulse shape (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

纳秒强光场下呋喃的激光电离中高价离子的产生

利用 2 5ns脉冲Nd :YAG 5 32nm的激光 ,在 10 11W/cm2 的光场强度下 ,用飞行时间质谱对不同条件下呋喃的激光电离过程进行了研究 .当利用氩作为载气时 ,首次观察到了较强的Cn + (n =2～ 4 )和Om + (m =2～ 3)离子信号 .通过测定峰分裂和数值模拟计算的方法可以确定其中C2 + 、C3 + 和C4+ 的最可几平动能分别为 2 1、6 3和 10 0eV ,O2 + 和O3 + 的最可几平动能分别为 2 0和 4 0eV .质谱峰型的分裂现象和激光延迟实验结果表明 ,这些高价离子可能来源于呋喃团簇的库仑爆炸过程 .     

椭圆偏振强激光场中准直的乙炔分子的高次谐波发射

We perform an experimental study on high-order harmonic generation (HHG) of aligned acetylene molecules induced by a 35-fs 800-nm strong laser field, by using a home-built HHG spectrometer. It is observed that the molecular HHG probability declines with increasing the laser ellipticity, which is in consistence with the deduction from the well-known tunneling-plus-rescattering scenario. By introducing a weak femtosecond laser pulse to nonadiabatically align the molecules, we investigated the molecular orbital effect on the HHG in both linearly and elliptically polarized driving laser fields. The results show that the harmonic intensity is maximum for the molecular axis aligned perpendicularly to the laser electric field. It indicates that both the highest occupied molecular orbitals (HOMO) and HOMO-1 contribute to the strong-field HHG of acetylene molecules. Our study should pave the way for understanding the interaction of molecules with ultrafast strong laser fields.     

Ionization Dynamics of 1D Model Atom in Ultra-Strong lω-2ω Laser Fields

We investigate the ionization dynamics of 1D model atom in ultra-strong dichromatic lω-2ω laser fields with a constant phase difference. We find numerically that both the total ionization and the distribution between forward and backward rates show clear phasedependent character. This phenomenon can be explained by the first-order high frequency Floquet theory. Finally, this phase-dependent character is testified u;ith pulsed laser fields provided the pulse is smoothly (adiabatically) turned on.     

Screening Breakdown in a Plasma by Two Laser Fields and Strong DC Magnetic Field

The effective static dielectric constant of an electron plasma system in the simultaneous presence of two electromagnetic waves and a strong DC magnetic field is calculated. It is found that as the difference Δω of the two electromagnetic wave frequencies matches the plasma frequency ω_ρ a breakdown in screening occurs thereby increasing the plasma heating rate via the external fields due to inverse Bremmstrahlung. An application is made by considering the typical parameters of a hot plasma. (© 2005 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

一种新的激光雷达距离像噪声抑制方法

主要针对激光雷达距离像的距离反常噪声抑制问题,阐述了激光雷达距离像的噪声原理,分析了应用传统中值滤波方法抑制距离反常噪声的缺陷,提出了基于包围准则的自适应中值滤波算法。该方法首先根据包围准则检测噪声,对5×5滤波窗口内的像素值进行排序差分;然后选择低于门限长度最长的连续差分值对应的像素值作为距离正常值;最后运用中值滤波和加权均值滤波进行噪声抑制。实验结果表明,该方法有效抑制了距离反常噪声,且较好地保护了距离图像中目标的边缘细节,均方根误差分别比3×3和5×5窗口中值滤波法减少了27.1%和9.1%。     

组氨酸电离能与红外光谱的密度泛涵理论计算研究

采用混合密度泛涵理论中的B3LYP方法,结合4种基组6-31G(d),6-31G(df, p),6-31+G(d)和6-311+G(2d, 2p),系统计算了光合反应中心叶绿素的配位体-组氨酸在空气、四碌化碳、四氢呋喃、水和蛋白质模拟环境中的几何结构、电离能、红外光谱及同位素标记谱。计算及分析结果表明：组氨酸分子的几何参数在不同计算基组和介质中略有不同,且C₂—N₃,N₃—C₄的键长在空气中最大;同一介质中,增大计算基组和采用扩散函数,均使计算的单点势能和振动频率降低,电离能增加,对应光谱强度增高;而同一计算方法下,介质的电介常数越高,分子的单点势能越低,电离能越小,对应的振动频率减小强度增加;另外,电离能和主要特征峰位及其15N和13C标记谱的计算结果与文献中的实验结果相吻合。所有计算均显示,高基组和施加扩散函数的计算结果与实验更接近。该研究为深入探索叶绿素与组氨酸配位后在光合反应中心的功能与振动光谱特性提供理论参考依据。