激光诱导Al等离子体发射光谱特性的实验研究

本文从实验上研究了不同缓冲气体(He,Ar,N2和Air)中激光Al等离子体的时间分辨发射光谱,研究了原子发射谱线的强度和Stark展宽随延时、缓冲气体性质和压力变化的规律.结果表明原子谱线的强度在3μs左右达到最大值,随着延时的增加,谱线的Stark展宽减小,而缓冲气体压力的增大导致谱线的Stark展宽增大,在实验测定的四种缓冲气体中,Ar气体中谱线的Stark展宽最大.     

外加电场对激光诱导Al等离子体发射光谱的影响

在低压环境下,由Nd:YAG脉冲激光器产生的1.06 μm激光烧蚀金属Al靶产生等离子体,观测了外加电场下其空间分辨发射光谱,并由此分析了谱线相对强度、谱线展宽随外加电压的演化特性.结果发现:原子谱线强度及其半高全宽随外加电压的增加均有明显增大,而离子谱线受外加电压的影响较小.从微观机制上分析推断:外加电场使非稳态等离子体中的电子作定向运动,加剧电子与原子之间的碰撞是上述结果的主要原因.此外,由发射光谱线的Stark展宽计算了等离子体电子密度,并由实验结果讨论电子密度随外加电压的演化特性和空间演化特性.     

外加电场对激光诱导Al等离子体发射光谱的影响

在低压环境下,由Nd：YAG脉冲激光器产生的1.06μm激光烧蚀金属Al靶产生等离子体,观测了外加电场下其空间分辨发射光谱,并由此分析了谱线相对强度、谱线展宽随外加电压的演化特性。结果发现：原子谱线强度及其半高全宽随外加电压的增加均有明显增大,而离子谱线受外加电压的影响较小。从微观机制上分析推断：外加电场使非稳态等离子体中的电子作定向运动,加剧电子与原子之间的碰撞是上述结果的主要原因。此外,由发射光谱线的Stark展宽计算了等离子体电子密度,并由实验结果讨论电子密度随外加电压的演化特性和空间演化特性。     

激光等离子体谱线线型研究与谱线强度测量

在对激光等离子体中不同区域发射的Ｘ光光谱谱线的加宽机制（如Ｄｏｐｐｌｅｒ展宽、Ｓｔａｒｋ展宽等）及谱线线型研究的基础上，构造了不同的线型拟合函数。通过和实验谱线的数据拟合，可以精确测量等离子体发射的Ｘ射线光谱强度。和截断法相比，该方法的优点是可以方便地根据谱线的不同展宽机制将相应的线谱和背景连续谱以及邻近的线谱分开，从而达到精确测量线光谱强度的目的。该方法不但能够应用于激光等离子体发射的光谱，也可用于其它波段的线谱强度的精确测量。     

基于铷原子双光子跃迁的原子谱线展宽机制教学演示

测量原子光谱是揭示微观粒子微观结构与运动规律的重要手段，因而从本科到研究生阶段都会涉及到相关领域的教学，特别是光谱的相关教学。然而，由多普勒效应等引起的非均匀展宽及原子碰撞等引起的均匀展宽极大限制了谱线的分辨精度。在科学技术的发展中，为了获得更高的分辨精度，消除原子谱线的展宽成为重点研究方向。而在相关教学方面，碱金属原子体系由于其优异的能级特性，成为了研究展宽机制的有效途径。而在目前的本科教学中，缺乏除对多普勒展宽以外的多种原子谱线展宽机制的演示。因此，本文利用铷原子5S_1/2→5P_3/2→5D_5/2双光子跃迁谱线，测量改变激光功率、原子池温度等条件下引起的原子谱线半宽变化，验证双光子跃迁的同时，重点演示了原子谱线展宽的机制以及谱线半宽的测量方法。通过本实验，本科生一方面可以掌握原子谱线展宽与双光子跃迁的相关知识，以更深刻地理解了理论知识的内涵，另一方面通过自主搭建实验仪器锻炼了本科生的动手能力，对提升物理专业本科学生的素养尤为重要。本文所展示的实验装置简单，易于搭建，适合课堂演示和实验教学。     

解联立方程组法校正火焰原子吸收光谱干扰

本文用解联立方程组法校正了火焰原子吸收分析中镓４０３．３０ｎｍ谱线对锰４０３．３１ｎｍ谱线的重叠干扰。实验结果表明：解联立方程组法是解决原子吸收光谱干扰的可能方法，该法在应用于合成的锰和镓测定中结果令人感到满意。     

氢氩等离子体中H原子Balmer α谱线超常展宽研究

在新能源的研究中, 氢能成为与太阳能、风能等一样的绿色能源. 分数H原子是在某些特定催化物(如Ar⁺)的作用下, 基态H原子可以向比基态能级更低的分数主量子数能级跃迁, 同时释放出大量能量. 通过对氢氩等离子体H原子Balmerα 谱线超常展宽的规律性进行研究, 探讨这种伴随着大量能量释放的含H等离子体反应的存在性. 研究结果表明: 利用空心阴极放电管证实高能H原子的存在并首次发现超常展宽与氢氩配比的关系符合催化反应的特点; 通过比较研究的方法, 在实验上寻找加强含H等离子体反应的途径, 得到了更加清晰的H原子Balmerα 谱线超常展宽(半高展宽达到0. 245 nm). 关键词： 氢氩等离子体 H原子超常谱线展宽 氢能     

谱线非均匀展宽条件下原子激发的计算方法

原子吸收谱线展宽对原子光激发有较大的影响.在速率方程理论中人们通常将原子谱线的均匀展宽和非均匀展宽都归于原子谱线的线型函数.本文提出了一种将均匀展宽和非均匀展宽区别处理的原子激发计算方法,并指出当激发光与原子作用时间短于原子热运动平均碰撞时间时,这种区别对待均匀展宽和非均匀展宽的做法是十分必要的.并将文中提出的新方法应用于一个二能级原子跃迁过程的计算,计算结果显示两种方法具有很大差别.     

谱线非均匀展宽条件下原子激发的计算方法

原子吸收谱线展宽对原子光激发有较大的影响.在速率方程理论中人们通常将原子谱线的均匀展宽和非均匀展宽都归于原子谱线的线型函数.本文中提出了一种将均匀展宽和非均匀展宽区别处理的原子激发计算方法,并指出当激发光与原子作用时间短于原子热运动平均碰撞时间时,这种区别对待均匀展宽和非均匀展宽的做法是十分必要的.文中还将本文提出的新方法应用于一个二能级原子跃迁过程的计算,计算结果显示两种方法具有很大差别.     

碳等离子体发射的“水窗”波段X光谱研究

本文报道首次利用新型的ＯＨＳ（丁二酸氢十八酯）晶体诊断碳等离子体产生的“水窗”波段软Ｘ光光谱发射特性，观察到了有意义的Ｋ＿α谱线；并根据实验识别出的特征谱线，精确地推导出ＯＨＳ新晶体的品格常数２ｄ＝９．１ｎｍ，和摆动曲线半宽度Δθ＝２．５ｍｒａｄ。     

电子发射对稳态等离子体鞘层影响的理论研究和数值模拟

 建立了一套非线性自洽的流体力学方程组,研究了电子发射对稳态等离子体鞘层的影响,并分别考虑了发射电子及离子同中性原子的弹性和非弹性碰撞过程。数值结果表明：发射电子的初始束流密度及中性气体密度是描述鞘层空间演化的两个最关键的物理量,特别是发射电子的存在使得鞘层厚度变薄。     

真实脉冲激光作用下的原子超阈值离化

在文献[18]的基础上进一步讨论真实脉冲激光作用下的原子超阈值离化,在考虑了初始离化时刻的影响后,结果清楚地表明,随激光脉宽减小而产生峰红移,以及同时出现的离化电子谱峰的增宽现象.     

弱电场下Stark能级的近似计算法

恒定外电场下，类氢原子的Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程可在抛物座标下分离变量，然后求解。渐过波函数的几率振幅极小值定义了Ｓｔａｒｋ能级，在弱电场情形，本文讨论了一种近似计算法。     

脉冲形状和静电场对电离率和高次谐波的影响

采用数值方法研究静电场和不同的激光脉冲对氢原子的电离率和高次谐波的影响.结果表明脉冲形状和电离率之间有着确定的关系,电离率反过来又影响了谐波谱的性质;另外,随着所加的静电场强度的增大,电离率呈上升的趋势,而谐波谱出现一个双平台的结构.     

电场中Eu原子电离阈移动的实验研究

提出了一种新方法, 精确确定了稀土Eu原子第一电离阈的位置. 先用脉冲电场对Eu原子的高激发Rydberg态进行延时场电离探测, 再通过反向静电场排除光电离和自电离等其他路径所产生的离子信号的干扰, 观察并研究了Eu原子第一电离阈随着电场移动的规律. 由此所确定的零场下第一电离阈的数值与采用其他方法所确定的文献值^{[1, 2]}相一致, 从而验证了该方法的可靠性.     

Pseudospectral method with symplectic algorithm for the solution of time-dependent SchrSdinger equations

A pseudospectral method with symplectic algorithm for the solution of time-dependent Schrodinger equations （TDSE） is introduced. The spatial part of the wavefunction is discretized into sparse grid by pseudospectral method and the time evolution is given in symplectic scheme. This method allows us to obtain a highly accurate and stable solution of TDSE. The effectiveness and efficiency of this method is demonstrated by the high-order harmonic spectra of one-dimensional atom in strong laser field as compared with previously published work. The influence of the additional static electric field is also investigated.     

Chaos in the hydrogen atom interacting with external fields

In this review we discuss the chaotic dynamics (both classical and quantal aspects) of a simple atomic system, namely hydrogen atom interacting with time independent and time dependent external fields. These include: i) static electric field, ii) static magnetic field, iii) combined electric and magnetic fields, in parallel and perpendicular configuration, iv) instantaneous and generalized van der Waals field, v) mass anisotropy and vi) linearly and circularly polarized microwave fields.     

Electric Field in a Gravitational Field

The potential of a static electric charge located in a Schwarzschild gravitational field is given by Linet. The expressions for the field lines derived from this potential are calculated by numerical integration and drawn for different locations of the static charge in the gravitational field. The field lines calculated for a charge located very close to the central mass can be compared to those calculated by Hanni–Ruffini. Maxwell equations are used to analyze the dynamics of the falling electric field in a gravitational field.     

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     

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.