氢负离子在梯度电场中光剥离的波包动力学研究

利用含时微扰论和闭合轨道理论相结合的方法, 给出了氢负离子在梯度电场中自关联函数的计算公式, 并且对体系的自关联函数进行了计算和分析. 重点探讨了激光脉冲的宽度、梯度电场中背景电场强度及电场梯度对氢负离子体系的自关联函数的影响. 研究结果表明, 当激光脉冲的脉冲宽度较短, 远小于剥离电子的闭合轨道的周期时, 量子波包的回归现象显著, 自关联函数中会出现一系列比较明显的回归峰, 这是由于沿闭合轨道返回的电子波包和出射的电子波包之间产生干涉形成的. 但是随着激光脉冲宽度的增加, 量子波包的回归现象减弱. 当脉冲宽度和闭合轨道的周期相差不是很大时, 自关联函数中的回归峰逐渐变宽, 振荡渐趋平缓, 相邻的峰之间发生相互干涉, 从而导致对应关系消失. 除此之外, 我们还发现梯度电场中背景电场强度和电场梯度对体系的自关联函数也会发生显著的影响. 随着背景电场强度和电场梯度的增加, 剥离电子的闭合轨道的周期变短, 自关联函数中回归峰的个数逐渐增加, 量子回归现象增强. 因此, 我们可以通过改变脉冲的宽度、外加电场强度的大小对氢负离子发生光剥离的自关联函数进行调控. 我们的结果对于实验研究原子或离子体系在外场中的波包动力学性质可以提供一定的参考价值.     

激光脉冲对氢负离子在金属面附近光剥离的影响

利用闭合轨道理论和金属面附近氢负离子的双脉冲光剥离截面的计算公式,计算了氢负离子在金属面附近激光脉冲作用下的光剥离截面.计算结果表明:如果脉冲宽度远大于闭合轨道的回归周期时,它对光剥离截面的影响很小;当脉冲宽度小于闭合轨道的周期或者可以和闭合轨道的周期相比较时,光剥离截面的振荡幅度大大地减弱.光剥离截面除了与脉冲宽度有关外,还与双脉冲之间的时间延迟、相位差有关.对于某些相位差, 双脉冲光剥离截面的取值增大; 而对于另外一些相位差, 光剥离截面的取值减小.因此,可以利用脉冲激光来控制氢负离子在表面附近光剥离 关键词： 激光脉冲 光剥离截面 金属面 闭合轨道理论     

磁场中氢里德堡波包的自动关联函数

本文采用激光短脉冲激发磁场中氢原子,研究氢里德堡波包在磁场中随时间的演化.结果证实氢里德堡波包在磁场中的运动也与闭合轨道密切相关.讨论了脉冲宽度τ对自动关联函数的影响以及不同初始态下的自动关联函数.     

利用强飞秒激光脉冲串传递相干波包

用一维两态波包动力学模型从理论上研究了碘分子在两个激光脉冲串作用下有泵浦－拉下过程。计算中碘分子的基态和激发态势能面采用莫尔斯势能面,含时薛定谔方程通过分裂算符快速富里叶变换方法求解,基电子态的振动本征函数采采不连续变量方法计算,初步波包选择为电子基态的振动基本征函数,两个势能面之间的耦合采用偶极近似,激光脉冲的形状选择为高斯脉冲。利用上述的含时波包法实时地模拟了碘分子通过中间Ｂ态向基电子Ｘ态的高     

氢负离子在电介质球面附近的光剥离研究

利用镜像法结合半经典闭合轨道理论,对氢负离子在电介质球面附近的光剥离进行了研究.首先利用镜像法分析了剥离电子在电介质球内的镜像电荷分布情况,然后给出了体系的哈密顿量.通过求解哈密顿正则方程,找到了剥离电子在电介质球面附近运动时的闭合轨道.借助于半经典闭合轨道理论,推导出了体系的光剥离截面,并且对光剥离截面进行了计算和分析.计算结果表明,氢负离子在电介质球面附近的光剥离截面不仅与入射光子的能量有关,而且还与电介质球面的介电常数有关.对于给定的电介质球面,随着入射光子的能量增加,光剥离截面的振荡振幅减小、振荡频率增加.当入射光子的能量增加到某一临界值时,光剥离截面的振荡结构消失.除此之外,随着电介质球面介电常数的增大,光剥离截面的振荡结构变得更加复杂.当电介质常数增大到无穷大时,体系的光剥离截面和氢负离子在金属球面附近的光剥离截面一致.因此,可以通过改变入射光子的能量及电介质球面的介电常数对氢负离子在电介质球面附近的光剥离截面进行调控研究.研究结果对负离子体系在电介质球面附近的光剥离的实验研究可以提供一定的理论指导和参考价值.     

矩形弹子球中的量子波包分析(英文)

利用波包分析量子力学体系的动力学行为在研究经典和量子的对应关系方面越来越成为一个非常重要的方法.利用高斯波包分析方法,我们计算了矩形弹子球体系的自关联函数,自关联函数的峰和经典周期轨道的周期符合的很好,这表明经典周期轨道的周期可以通过含时的量子波包方法产生.我们还讨论了矩形弹子球的波包回归和波包的部分回归,计算结果表明在每一个回归时间,波包出现精确的回归.对于动量为零的波包,初始位置在弹子球内部的特殊对称点处,出现一些时间比较短的附加的回归.     

氢负离子在磁场和金属面附近电子通量分布的研究

利用半经典开轨道理论, 研究了磁场和金属面附近氢负离子的剥离电子通量分布, 并揭示了电子通量分布中的振荡结构与经典轨道之间的关系.固定离子到金属面的距离, 研究了不同的磁场强度对电子通量分布的影响. 结果表明, 由于与电子通量分布相联系的剥离电子的经典轨迹增加, 随着磁场强度的增加, 通量分布变得复杂. 此外发现剥离电子的能量变化也会影响电子通量分布. 因此可以通过改变磁场强度大小和剥离电子的能量来调控剥离电子通量分布和干涉图样. 研究结果对于理解负离子在外场、表面附近的电子流通量和剥离电子干涉图样问题以及将来实验研究负离子的光剥离显微问题都可以提供一定的参考. 关键词： 开轨道理论 电子通量 金属面 磁场     

氢负离子在均匀电场和金属面附近的光剥离研究

利用闭合轨道理论,计算了氢负离子在均匀电场和金属面附近的光剥离截面.结果表明,在均匀电场的基础上加上金属面之后,在电离阈附近氢负离子的光剥离截面发生了很大的变化,和仅有均匀电场存在时的光剥离截面相比,截面的振荡幅度增大,振荡频率减小.并且在电场强度相同时,随着金属面与氢负离子距离的不断增大,光剥离截面振荡的幅度不断减小,振荡的频率不断增大,当金属面和氢负离子的距离增大到一定值时,金属面的影响消失,氢负离子的光剥离截面趋近于只有电场存在时的情况.这一结果对于研究负离子体系在界面附近的光剥离问题具有一定的参考价值.     

NaI分子的非绝热效应

利用含时波包法研究了NaI分子在飞秒脉冲激光作用下的动力学演化情况.由于受非绝热效应的影响,波包运动到势能面的交叉区域时发生分裂.研究表明:非绝热效应引起的波包分裂是分子解离的根源,而且随着演化时间的增加非绝热效应变得越来越明显.同时,分别采用量子力学和经典力学理论探讨了NaI分子在非绝热过程中的演化规律以及解离概率随脉冲波长的变化关系. 关键词： 非绝热效应 NaI分子 飞秒脉冲 含时波包     

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.     

Wave packet dynamics of the photodetachment of H~- near dielectric surface

<正>The wave packet dynamics of the photodetachment of H~- near dielectric surface are studied by using the wave packet evolution and the autocorrelation function.The results show that the evolutions of the autocorrelation function and the wave packet in the time domain correspond well with each other. Besides,we consider the influence of the electronic state lifetime on the wave packet evolution and the autocorrelation function.Numerical simulation shows that the evolution of the photodetached electronic wave packet near the dielectric surface exhibits some properties similar to the time-resolved two-photon photoemission intensity of surface electron.     

Dynamics of electron in a surface quantum well

This paper studies the quantum dynamics of electrons in a surface quantum well in the time domain with autocorrelation of wave packet. The evolution of the wave packet for different manifold eigenstates with finite and infinite lifetimes is investigated analytically. It is found that the quantum coherence and evolution of the surface electronic wave packet can be controlled by the laser central energy and electric field. The results show that the finite lifetime of excited states expedites the dephasing of the coherent electronic wave packet significantly. The correspondence between classical and quantum mechanics is shown explicitly in the system.     

Analysis of the time-domain spectrum of hydrogen in electric field near helium surface

The Ryderberg electronic wave packet dynamics of hydrogen atom near helium surface in an electric field is investigated using the semiclassical method.The autocorrelation function is calculated when the photoionized electron is excited by a short laser pulse for different atom-surface separations.The results show that new recurrences appear because of the helium surface,and the number of recurrent peaks increases with the decrease in atom-surface distance.The new feature is ascribed to the bifurcation of new closed orbits in the classical dynamics of the photoionized electron.Therefore,surface properties have a significant effect on the spectrum of nearby atoms or ions.     

Information Entropy to Probe Revivals in Dynamical Systems

It is shown that sum of information entropies in position and momentum space, quantifies the temporal information in wave packet dynamics of a dynamical system. Quantum fractional revivals are investigated on these bases in periodically driven Fermi-Ulam accelerator. It is observed that the entropic measure provides deeper insight of the wave packet dynamics for the long time evolution as compared with conventional autocorrelation function. It is shown that these revival times are not symmetric in driven situations and may lead to a random behavior.     

Theoretical Study of the Influence of Femtosecond Laser Wavelength on the Evolution of a Double-Minimum Electronic Excited State Wave Packet for NaRb

Employing the two-state model and the time-dependent wave packet method, the influence of femtosecond laser wavelength on the evolution of the double-minimum electronic excited state wave packet is numerically investigated. For different laser wavelengths, evolutions of the double-minimum electronic excited state wave packet with time and internuclear distance are different. One can control the evolution of the wave packet by varying the laser wavelength appropriately, which will benefit the light manipulation of atomic and molecular processes. Furthermore, study of the dynamics of the NaRb molecule may yield clues to creating an ultracold molecule.     

Influence of laser pulse on the autocorrelation function of H in a strong electric field

The autocorrelation function of electronic wave packet of hydrogen atom in a strong electric field below the zero-field ionization threshold is investigated in the formalism of semiclassical theory. It is found that the autocorrelation depends on the applied laser pulse significantly. In the case of narrow laser pulse, the reviving peaks in the autocorrelation can be attributed to the closed orbits of electrons, which are related to the classical dynamics of the system. But this correspondence is wiped out with increasing the laser width because of the interference among the adjacent reviving peaks.     

非对称耦合量子阱中亚毫米波辐射及其带间激子复合发光特性的理论研究

基于V形三能级模型运用密度矩阵方程研究了非对称耦合量子阱退局域化现象，并具体分析了导带中电子作阱间振荡所产生的亚毫米辐射和激子复合所产生的近红外发射物理过程.理论结果表明：阱间电子波包振荡等效为一经典阻尼振子，其寿命由载流子与纵向光学声子散射时间和电子穿过势垒的渡越时间决定，所产生的亚毫米波辐射强度衰减仅与阱间阻尼系数有关，其线性服从洛仑兹分布.由带间激子复合所产生的近红外辐射频率随电子阱间振荡频率增加而减小，表现为量子限域斯塔克红移，即非对称量子阱在近红外发光区特性随反向偏压而变.这一结果预示着耦合量子 关键词： 非对称耦合量子阱 电子波包振荡 亚毫米波辐射 近红外发射