线性分子在强激光场中的取向依赖动力学研究

作     者：任殿相 

作者单位：陕西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈彦军

授予年度：2019年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 070203[理学-原子与分子物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：隧穿 椭圆极化激光场 干涉 取向 光电子动量谱 

摘      要：当强激光场作用于原子分子体系时,由于激光场较强,电子受到激光场的作用可以与原子核对它的库伦作用相比拟,激光场的作用使原子分子的势能发生弯曲,电子有很大的几率从原子分子体系的势垒中遂穿出来。在此过程中伴随着很多有趣的物理现象发生,例如:高次谐波辐射（HHG）、高阶阈上电离（HATI）、非次序双电离（NSDI）等等[1]。本文主要通过数值地求解含时薛定谔方程,结合强场近似理论模型的分析,研究了分子中电子的电离过程和高次谐波产生过程与分子取向的依赖关系。在第三章中,我们在不同分子取向和激光参数下数值地计算了椭圆极化场中线性分子H2+的光电子动量谱。结合强场近似理论模型分析发现,分子特有的双中心干涉对光电子动量谱有非常重要的影响,具体体现在光电子动量谱的相对强度以及半高宽。通过库伦修正的强场近似模型分析发现,原子核对自由电子的库伦作用会使光电子动量谱发生偏转。同时,为更加系统地研究分子中电子电离与分子取向的依赖关系,我们数值地计算了极性分子在不同取向下的光电子动量谱。通过研究发现,与取向相关的极性分子固有偶极矩导致了电子在不同时刻的不对称电离。基于以上对光电子动量谱的研究,我们为实验上有效提取分子的取向信息提供了方案。在第四章中,我们数值地计算了正交双色极化场中线性分子H2+在不同分子取向以及激光场相位下的谐波谱。通过对相位的调控,我们实现了谐波辐射过程中对长、短轨道的控制。通过进一步地研究不同取向下H2+的谐波谱我们发现,与取向相关的双中心干涉效应对量子轨道有增强或抑制的作用,并且这种干涉效应在谐波谱中有明显的体现。基于以上的结论,我们提出了在正交双色极化场中当线性分子取向为45°时实现在单个周期内产生孤立阿秒脉冲的方案,为实验上研究阿秒脉冲提供了方案。