关于光电效应的几个问题

1 金属中的自由电子能否吸收光子而成为光电子 有些教材认为,在光电效应中是金属中的自由电子吸收光子后从金属表面飞出成为光电子的。笔者认为这种看法值得商榷。实际上,当光子与原子相互作用发生光电效应时,除入射光子和出射的光电子外,还必须有原子参与作用(并获得一定动量),才能使该过程在保持能量守恒的同时保持动量守恒。对此我们用反证法给以简要证明。     

光学总论 光学教育、产业、机构

TN209 2005031615 光学光电子产业在我国的发展=Development of China optics & opto-electronics industy[刊,中]／季国平(信息产 业部电子信息产品管理司．北京(100804))／／激光与红 外．-2005,35(1).-4-6 全面概述了我国光学光电子产业概况、发展现状、发 展重点、政策措施和对光学光电子产业的发展展望。表1 (严寒)     

Al原子K壳层光电离的理论研究

基于多组态Dirac-Fock理论方法及其相应的GRASP2K和修改后的RATIP2012程序包,计算了极化光子入射Al原子K壳层光电离截面,并利用最新发展的RPI-E计算程序研究了K壳层光电子角分布,重点讨论了辐射场的非偶极项对光电离截面和光电子角分布的影响.结果表明,在入射光子5000 e V能量范围内,辐射场的非偶极效应对光电离总截面的影响可以忽略不计.随着入射光子能量的增加,辐射场的非偶极效应对光电子角分布的影响越来越大,入射光子能量在5000 eV,一级非偶极参数γ的数值达到1.5.     

类钠离子光电子角分布的非偶极效应

基于密度矩阵理论和多组态Dirac-Fock方法,系统地研究了不同入射光子能量下类钠离子(20 Z92)3s,2p_(1/2)和2p_(3/2)子壳层的光电离过程,讨论了辐射场与电子相互作用的多极项对光电子角分布的影响,并给出了光电子角分布的偶极和非偶极参数.结果表明,非偶极项对光电子角分布的影响不仅与入射光子能量有关,而且与靶离子的原子序数、被电离电子的壳层等有着密切的关系.总体上,非偶极项对2p_(1/2,3/2)子壳层光电子角分布的影响大于对3s子壳层光电子角分布的影响;电偶极近似下,入射光子能量、靶离子核电荷数对s子壳层光电子角分布轮廓影响不大,对p子壳层光电子角分布影响较大,在高能光子入射下,低Z离子的p子壳层光电子角分布出现反常的角分布情况;考虑非偶极项之后,p子壳层的反常光电子角分布消失.     

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.     

X射线偏振探测器中的极化光电过程模拟

采用蒙特卡罗程序Geant4模拟2～10 keV线偏振X射线光子在几种常用工作气体中的极化光电过程,明确了光电子出射位置、方位角分布与入射光子偏振方向、能量之间的响应关系。光电子的出射方向在入射光子偏振方向上的分布概率最高,且出射光电子的方位角分布可近似为余弦平方函数。光子能量增大时,各角度光电子计数不同程度地减少,但都呈现出在方位角为0或π（-π）时有极大值的统计规律。此外,揭示并量化了气体厚度、气体组成、气体体积分数之比和光子能量对探测效率的影响规律。气体厚度越大、平均原子序数越大,则探测效率越高。光子能量增大会导致探测效率降低,而对于由Xe或Ar组成的工作气体,当光子能量大于某壳层电子结合能时,由于相应壳层电子开始被弹射出,探测效率会有一定程度的提高。这些结果可为X射线偏振探测器的结构设计提供理论依据和数据支持。     

第四届国际光子与光电子学会议（POEM2011）成功召开

11月2日上午,第四届国际光子与光电子学会议（POEM2011）在武汉科技会展中心隆重举行。开幕式上,国际光学工程学会主席Katarina Svanberg亲临致辞,武汉市东湖新技术开发区张光清主任介绍了武汉光谷产业发展情况,科技部国家遥感中心景贵飞副主任、武汉市政协吴超主席先后致辞祝贺会议的召开;会议程序委员会主席、...     

线偏振激光场中原子的多光子电离的光电子角分布研究

非微扰量子电动力学的发展使我们可以利用精确的波函数和非微扰的散射理论来研究多光子电离问题.文章作者及其合作者发展了光电子角分布的处理方法,利用复合相位Bessel函数来表征光电子的跃迁几率幅,将光电子的角分布与复合相位Bessel函数直接联系起来.研究发现,复合相位Bessel函数的性质决定了光电子角分布的主要特点及其随激光强度、频率以及光电子能量的演化.该理论不但证实了实验上已经观测到的各种光电子角分布,而且还预言了实验上尚未观测到的光电子角分布,确立了光电子角分布的标度定律.     

光子学的发展和光子产业

论述了光子学、光子技术的产生、发展和突破;阐明了光子学的定义、内涵、范畴和前沿;提出了关于第1类和第Ⅱ类光子产业的设想;予测了光子产业发展.     

A Surface Femtosecond Two-Photon Photoemission Spectrometer for Excited Electron Dynamics and Time-Dependent Photochemical Kinetics

搭建了一套研究金属和金属氧化物表面的超快激发态电子动力学和光化学动力学的飞秒双光子光电子能谱仪. 该装置将半球形电子能量分析仪和成像技术相结合,同时测量光电子的能量和角度分布.通过Mach-Zehnder干涉仪测量时间分辨的双光子光电子能谱获得超快激发电子态的动力学信息. 这一功能在Cu(111)上得到了证实. 另外还发展了一个通过实时测量双光子光电子能谱来研究表面光化学的方法,并成功应用到CH₃CH₂OH/TiO₂(110)体系. 研究表明,只有将两种方法结合起来才能正确地研究光诱导的表面激发共振的动力学.     

面向硅基光电子混合集成的二维材料探测器

二维材料因其独特的结构和优异的电子和光电性能,为硅基光电子集成器件提供了新的发展机遇。近年来,面向硅基光电子混合集成的二维材料探测器已被广泛研究。本文梳理了构建光电探测器的几种二维材料基本特性及其探测机制,回顾了基于二维材料的硅光子集成光电探测器研究进展,总结了其器件结构和主要性能指标。最后,讨论了进一步提升硅光子集成二维材料光电探测器性能的策略,包括大规模二维材料集成器件的制备、器件结构与金属接触界面的优化以及新兴二维材料光电探测器的探索,以期推动二维材料在硅基光电子混合集成探测器领域的商业化应用。     

双色双光子阿秒干涉光谱的程函近似模型

利用双色双光子阿秒干涉光谱可以在阿秒量级上精确测量光电子从原子、分子以及固体中的电离时间,为人们理解激光辅助单光子电离中的光电子超快发射过程提供了前所未有的推动作用.理解光电子发射时间依赖于物理模型,而目前的模型在预测光电子发射时间上有很大的偏差.于是,本文对之前的程函近似模型进行了改进.与之前的程函近似模型相比,本文模型使用了更准确的末态波函数,并且在计算光电子传播过程中累积的相位时,更准确地计算了光电子轨迹,因而可以更准确地预测光电子发射时间.对比得到的数值模拟结果表明,改进后的程函近似模型比以前的理论模型更加接近含时薛定谔方程的结果,加深了我们对光电子发射超快过程的理解.     

双模量子光场驱动的Raman型原子的离化性质

本文利用金量子理论得到了与双模量子光场作用的Raman型原子的稳态光电子谱的一般表达式,考察了驱动光场的光子数分布对原子稳态光电子谱的影响,分析了原子相干捕获性质对光场两模光子间相关性质的依赖,论证了产生梳状相干凝集现象的条件．     

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.     

第二讲光电子技术在保健医疗和生物学应用中的进展

文章论述了激光与光电子技术在人类保健、医疗以及生命科学应用中的作用和意义.综述了光活检技术、光美容医疗和生物光子技术等光电子技术在保健、医疗和生物学领域中的具体应用.重点介绍了：（1）用于组织病理诊断的光活检技术,其中包括光活检的发展历史、技术优点、研究现状,以及荧光光谱和成像技术等实用光活检技术的临床应用;（2）非消融性光疗的基本作用机制和研究进展;（3）扫描共焦显微术、多光子荧光显微术、近场光学扫描显微术和光镊等显微生物成像技术的工作原理和应用.最后,展望了激光与光电子技术在生命科学中的应用前景.     

同步辐射在光电子谱方面的应用

光电子谱实验的实质是将一单色光入射到样品上同时测量光发射电子的能量分布,由此获得样品内芯能级和价电子能量的信息.研究原子、分子、固体和表面的光电子谱已经是较为成熟的一种实验技术,光子能量小于40eV时,称为紫外光电子谱;光子能量大于1keV时,称为X射线光电子谱.同步辐射发现后,由于它的连续谱性质(能量由几个eV到几keV),上述区分已不再十分清楚.本文主要介绍同步辐射用于光电子谱以后,在研究固体及其表面方面所取得的进展. 同步辐射由于具有波长可变、高度偏振和高强度等优点,使传统的光电子谱技术增加了许多新的功能.在数据采集…     

二维光子晶体提高C波段LED出光效率的研究

片上集成光源是未来光电子系统中光源发展的主要趋势,LED光源作为片上集成光源的主要缺点是其出光效率低,二维光子晶体是提高LED出光效率的有效手段。本工作设计了C波段LED的基本结构及参数,并采用时域有限差分法计算了不同阵列不同占空比的二维光子晶体能带结构,利用禁带理论选取提高C波段LED出光效率的最优二维光子晶体结构参数,结果表明三角排列空气孔二维光子晶体晶格常数a=500 nm且占空比R_p=0.44的光子晶体结构最优。     

氖原子光电子角分布的理论计算

本文利用密度矩阵理论和Racah代数推导出了光电子角分布的一般计算公式, 并在多组态Dirac-Fock方法基础上发展了计算原子光电离过程中产生的光电子角分布的相对论程序, 利用该程序对氖原子2s和2p光电子角分布的偶极和非偶极参数进行了具体计算, 所得结果与已有文献具有很好的一致性. 在此基础上, 本文讨论了光子与电子相互作用多级展开中的非偶极项以及入射光的极化性质对光电子角分布的影响.     

X线发光材料和X线发光屏

某些晶体物质在X线的作用下发射可见光和近可见光,这种现象叫做X线发光,是固体发光中的一种。X线发光的机制与阴极射线发光有许多共同的地方。当X线射到发光材料中时,被吸收的一部分X线光子,在晶体中发生光电子效应,产生高速的自由光电子,其中一部分光电子直接地或间接地激发发光中心,转变为可见光辐射;大部分的光电子由     

周期数对光折变聚合物材料带隙影响的分析

自从1987年Yablonovitch和J0hn提出光子晶体的概念以来,光子晶体已成为光电子材料的一个重要研究领域．光子晶体是一类折射率周期性变化的人工微结构光学材料．当光在共中传播时,某些频率范围内的光会受到抑制,形成光子禁带（PBG）．光折变聚合物材料是一种新的近年来人们开始关注的体全息材料,在光的照射下,