非序列双电离向饱和区过渡的电子最大关联度

本文采用三维半经典再散射模型系统地研究了 He 原子在 光强从域下到近序列双电离区强场作用下的非序列双电离问题, 统计了各种场强下最终电离的两个电子正负关联的几率之比, 发现发生最大正关联的场强处于向非序列 双电离饱和区过渡的区域, 并在关联纵向动量谱中展示了形成最大关联度的过程. 最后通过轨道"回溯"分析, 进一步研究了其背后的物理机理, 发现在碰撞后其中一个电子再散射和隧穿电子高速弱碰撞分别 是低场强和高场强下负关联比例增加的原因.     

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。     

碰撞阈值下氩原子非次序双电离

利用三维经典系综模型研究了碰撞阈值下氩原子的非次序双电离.计算结果表明,关联电子末态纵向动量主要分布在二、四象限,且在原点附近几乎没有分布;Ar²⁺离子末态纵向动量谱在零动量附近呈单峰结构.上述结果与实验结果 定量一致.轨迹分析表明,在碰撞阈值下,氩原子非次序双电离的微观物理机理在不同激光强度下是不相同的.当激光强度I=0.7×10¹⁴ W/cm²时,一次碰撞主导重碰撞过程.而当I=0.4×10^{14关键词： 非次序双电离 库仑引力 碰撞阈值 电子关联}     

Ar原子和K+离子序列双光双电离光电子角分布的非偶极效应

基于多组态Dirc-Fock方法和密度矩阵理论,?给出了原子序列双光双电离光电子角分布的计算表达式,开发了相应的计算程序.?利用该程序计算了Ar原子和K+离子np?(n?=?2,?3)壳层的光电离截面、电偶极和非偶极角各向异性参数,?进一步给出了光电子的角分布情况.?结果表明:?在序列双光双电离中两次光电离过程相互影响...     

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.     

Ar原子序列双光双电离产生光电子角分布的理论计算

基于多组态Dirc-Fock方法和密度矩阵理论,给出了原子序列双光双电离光电子角分布的计算表达式,发展了相应的计算程序.利用该程序对Ar原子3p壳层序列双光双电离过程进行了理论研究,给出了光电离的总截面、磁截面、剩余离子取向以及光电子角分布的各向异性参数与入射光子能量的函数关系.结果显示在光电离截面的Cooper极小位置附近取向参数出现极大值,而光电子角分布的各向异性参数在该位置附近出现极小值.进一步给出了33.94和55.34 eV光子能量下序列双光双电离过程中第一步的Ar原子和第二步的Ar^+离子3p壳层光电子角分布,分析了序列双光双电离光电子角分布与单光电离光电子角分布的差异.将计算结果与文献已有的数据进行了比较,具有很好的一致性.本文的研究结果对揭示光与物质相互作用的非线性动力学机制具有重要的参考价值.     

椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离

利用经典系综模型研究了椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离.计算结果表明,非次序双电离产率随着椭偏率的增大而减小;双电离得到的电子对在激光偏振平面长轴方向的末态关联动量谱呈现正关联,在激光偏振平面短轴方向的末态关联动量谱呈现反关联;Ar²⁺在激光偏振平面短轴方向的末态动量谱呈现单峰结构,并且随着椭偏率增大而变宽.轨迹分析显示,椭圆偏振激光脉冲驱动下,非次序双电离仍然是通过再碰撞而发生;随着椭偏率的增大,有效碰撞和单电离之间的时间延迟增加,这是因为椭偏率较大时第一个电子需要经过多次往返才能与母核离子发生有效碰撞.     

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.     

强场非次序双电离中再碰撞动力学的强度依赖

利用三维经典系综模型系统地研究了不同强度线偏振激光脉冲驱动下He原子的非次序双电离.结果表明在非次序双电离中回碰电子的返回次数、两电子的碰撞距离和电子对的关联特性都强烈地依赖于激光强度.对于750 nm,随着激光强度的增加,单次返回诱导的非次序双电离事件逐渐减少,而多次返回事件的比例显著增加.对于1500 nm,随着激光强度的增加,前三次返回诱导的非次序双电离事件都会减少,返回次数大于3的轨道对非次序双电离的贡献逐渐增加.这是因为在高强度下每次返回过程中母核的库仑吸引对返回电子横向偏离的补偿较弱,所以需要更多次的返回来补偿电子的横向偏离以实现再碰撞.轨道分析表明非次序双电离中两电子的碰撞距离随激光波长和强度的增加而逐渐减小.最后讨论了非次序双电离中电子对的关联特性对返回次数的依赖.     

Multiple recollisions in nonsequential double ionization below the recollision-ionization threshold

By using the three-dimensional classical ensemble model, the recollision dynamics in nonsequential double ionization (NSDI) of Ar by 780-nm laser pulses at (6-1.2)×10¹⁴ W/cm² was extensively studied. We revealed the picture of multiple-recollision in the double ionization events at the laser intensity region below the recollision-ionization threshold. Via tracing the NSDI trajectories, it was found that the contribution of these multiple-recollision events increases as the laser intensity decreases. In this low intensity region, many multiple-recollision induced NSDI trajectories occur through the doubly excited states. The decay speed of the doubly excited state decreases with the decreasing laser intensity.     

不同分子取向下氢分子非次序双电离对核间距的依赖关系

利用三维经典系综模型研究了氢分子非次序双电离对核间距的依赖性.在不同分子取向下,氢分子双电离率随核间距的增大而先增大后减小,在核间距为4a.u.时取最大值.氢分子非次序双电离对核间距的依赖性随分子轴与激光偏振方向间夹角φ的增大而减弱.φ=0时,氢分子非次序双电离包含丰富的相关模式,对核间距有强烈的依赖性φ=π/2时,不同核间距下的相关模式相似,重碰撞在双电离过程中发挥更重要的作用.这些结果表明分子结构对双原子分子非次序双电离有重要影响. 关键词： 非次序双电离 核间距 关联动量分布     

周期量级激光脉冲驱动下非次序双电离的三维经典系综模拟

利用三维经典系综模型研究了周期量级激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离,所得结果表明,Ar2+离子的纵向动量分布与载波包络相位有很强的依赖关系,随载波包络相位φ的增加,具有不对称双峰结构的离子纵向动量分布重心从负动量转移到正动量,并且φ每改变π时Ar2+离子的纵向动量呈现相反的分布.在重碰撞过程中核与电子之间的库仑势发生变化后,计算得到的Ar2+离子纵向动量分布随载波包络相位的变化与实验结果定量上一致.     

Electron correlations in nonsequential double ionization of argon atoms by elliptically polarized laser pulses

Using a classical ensemble model, we investigate the correlation behaviour of electrons originating from nonsequential double ionization (NSDI) of argon atoms by the elliptically polarized laser pulses. Because of the ellipticity, not only the first electron to return but also the later return of tunneled electrons contribute significantly to NSDI. We mainly discuss two kinds of events of NSDI originating from the first and the second return separately. For the NSDI resulting from the recollision of the first return, the correlated electron momentum spectrum along the long axis of the laser polarization plane reveals an obvious V-like shape, located at the first and third quadrant. However, for the NSDI resulting from the recollision of the second return, the momenta of two electrons are distributed in the four quadrants uniformly. By analysing the trajectories of these two kinds, we find that the recollision energy and the laser phase at recollision are different for the first and second returning trajectories, which are responsible for the difference in the correlated behavior of the final electron momentum.     

椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离对激光强度的依赖

利用经典系综模型研究了椭圆偏振激光脉冲驱动的氩原子非次序双电离对激光强度的依赖.计算结果显示,沿激光偏振平面长轴方向,电子对的关联行为依赖于激光强度,在较高的激光强度下,关联电子对的动量谱呈正关联,并且在一、三象限呈现明显的V-型结构.在较低的激光强度下,关联电子对的动量谱呈强烈的反关联行为.在激光偏振平面短轴方向,关联电子对的动量谱在不同的激光强度下均呈现强烈的反关联行为.通过分析非次序双电离的经典运动轨迹,证明末态电子之间的排斥作用对关联电子动量谱在激光偏振平面长轴方向的V-型结构,以及短轴方向的反关联行为起决定性作用.