动量空间中相对论电子—激光相互作用的微扰二维量子态传播方法的研究

作     者：张冲 

作者单位：上海师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：Sven Ahrens

授予年度：2023年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：Kapitza-Dirac效应 含时微扰 傅里叶转换 电子自旋 

摘      要：Kapitza-Dirac效应从被提出,就引起了广泛的研究,之前的研究中通常把驻波势场当作平面波叠加处理。本文引入高斯光作为驻波势场,考虑其纵向分量,通过二阶含时微扰理论进行数值运算,求解电子自旋态概率,从而得出高斯光势场的纵向分量对电子自旋的精细影响。本文更细化地描述与电子相互作用的外场。所用的波振幅通过矢量场的傅里叶变换得到。我们研究了基于含时微扰理论的相对论量子力学时间演化的可能性和计算精度。我们从数值仿真中得出结论,对于计算具有高斯光束势的Kapitza-Dirac散射,所产生的衍射图案没有数值收敛。更确切地说,最终的计算结果部分取决于沿激光束传播方向的网格分辨率,这是一个纯粹的数值量。因此,用我们的方法数值仿真的特定场景的量子动力学不能与一个物理上有效的量联系起来。尽管如此,在我们的计算范围内,我们发现高斯光束的纵向偏振对自旋动力学和效应的衍射模式有一个很小的影响。