组合圆偏振激光场驱动双原子分子产生光电子涡旋的理论研究

作     者：王荣荣 

作者单位：西北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵松峰

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 070203[理学-原子与分子物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：双原子分子 二维含时薛定谔方程 双色椭圆偏振激光场 涡旋光电子动量分布 

摘      要：随着激光技术的发展,人们已经能产生超强、超短激光脉冲,当强激光与原子分子等微观体系相互作用时会引发很多的高阶非线性物理现象,并且这些新奇的物理现象引起了科学家们广泛的关注。强场电离是强激光场与物质相互作用的基本过程之一,诸如:单光子电离、多光子电离以及隧穿电离等等;我们知道在激光场作用下电离出去的电子携带了靶物质的结构信息,从而我们可以用物理观测量光电子动量分布(PMDs)来研究电子的动力学行为及原子分子的结构信息。本论文主要利用数值求解二维含时Schr(?)dinger方程的方法,理论上研究了H、N分子和它们伴随原子Ar的光电子动量分布,其主要的研究内容总结如下:(1)通过数值求解二维含时Schr(?)dinger方程(2D-TDSE),比较研究了轨道对称性对具有时间延迟的反向旋转圆偏振飞秒脉冲驱动取向的H、N分子及其伴随原子Ar产生的涡旋形光电子动量分布(PMDs)的影响;研究发现涡旋形PMDs对原子和分子的轨道对称性具有很强的依赖性,即使N、H分子和Ar原子具有几乎相同的电离势,但它们的涡旋形光电子动量分布的旋臂数量也有很大差异。并且还发现N的HOMO-2轨道的涡旋结构与最高占据轨道的涡旋结构有很大的不同,但与Ar原子的涡旋结构相似;此外,还发现了分子PMDs中的涡旋结构对分子的核间距和取向角也很敏感,这为控制电子波包的相干干涉提供了比原子更多的可能性。(2)通过数值求解二维含时Schr(?)dinger方程(2D-TDSE),理论研究了双色椭圆偏振飞秒脉冲驱动H分子在光电离过程中产生的电子涡旋。研究发现产生的电子涡旋结构中旋臂数目与两个通道电子发生电离所吸收的光子数有关,假设通过两个通道电离所吸收的光子数分别为m和m,则两束脉冲在反向和同向旋转的情况下,形成光电子涡旋的旋臂数目分别为m(10)m 和m-m;并且发现当为反向旋转的情况下,H分子产生的涡旋结构对两束脉冲的激光参数具有依赖性;此外,还研究发现双色反向旋转圆偏振飞秒激光场驱动H产生的涡旋光电子动量分布对取向角有较弱的依赖性。从而为在双色圆偏振激光脉冲中探测和控制分子中电子波包的相干干涉提供了可能性。