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氢负离子在磁场和电介质表面附近光剥离的研究

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物理学报 2012年第6期61卷 167-174页

作者：唐田田王德华黄凯云王姗姗鲁东大学物理学院烟台264025

利用闭合轨道理论,研究了变化的磁场和不同电介质表面对氢负离子光剥离截面的影响,并推导出了该体系下的光剥离截面公式.结果发现,氢负离子的光剥离截面不仅与磁场的强度有关,而且还与电介质常数有关.当氢负离子到电介质表面的距离和电... 详细信息

利用闭合轨道理论,研究了变化的磁场和不同电介质表面对氢负离子光剥离截面的影响,并推导出了该体系下的光剥离截面公式.结果发现,氢负离子的光剥离截面不仅与磁场的强度有关,而且还与电介质常数有关.当氢负离子到电介质表面的距离和电介质常数一定时,体系的光剥离截面中的振荡随磁场的变化而明显变化.随着磁场强度的增大,体系的闭合轨道数目增多,光剥离截面的振荡越来越复杂.当氢负离子到电介质表面的距离和磁场强度一定时,电介质常数的变化对光剥离截面的影响也很重要,随着电介质常数的增大,体系的闭合轨道数目增多,光剥离截面的振荡也变得越来越复杂.因此,可以通过改变磁场强度和电解质常数来调整负离子的光剥离截面.此结果对于研究负离子体系在表面附近和外场中的光剥离问题具有一定的参考价值.

关键词：光剥离闭合轨道理论电介质表面磁场

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氢负离子在微腔中的光剥离研究

物理学报 2011年第5期60卷 216-222页

作者：唐田田王德华黄凯云鲁东大学物理学院烟台264025

利用闭合轨道理论,研究了氢负离子在金属面和弹性界面组成的微腔中的光剥离截面.结果表明,微腔的上下表面对氢负离子的光剥离截面产生很大影响.若固定金属面与氢负离子之间的距离不变,当弹性界面与氢负离子之间的距离很大时,弹性界面对... 详细信息

利用闭合轨道理论,研究了氢负离子在金属面和弹性界面组成的微腔中的光剥离截面.结果表明,微腔的上下表面对氢负离子的光剥离截面产生很大影响.若固定金属面与氢负离子之间的距离不变,当弹性界面与氢负离子之间的距离很大时,弹性界面对氢负离子光剥离截面的影响很小,光剥离截面的振荡幅度和振荡频率与只有金属面时的情况类似.随着弹性界面和氢负离子之间距离的不断减小,光剥离截面的振荡幅度增大,振荡频率减小.若保持氢负离子和弹性界面之间的距离不变,随着金属面和氢负离子之间距离d0的不断增大,金属面的影响越来越弱;当d0增大到500a.u.时,氢负离子的光剥离截面趋近于只有弹性界面的情况.因此可以通过改变微腔上下表面的距离来调控氢负离子的光剥离.本结果对于研究负离子体系在界面附近和微腔结构中的光剥离问题具有一定的参考价值.

关键词：光剥离截面闭合轨道理论微腔

金属面附近H-离子光剥离截面的振荡特性研究

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金属面附近H-离子光剥离截面的振荡特性研究

作者：黄凯云鲁东大学

学位级别：硕士

负离子的光剥离是光与物质相互作用过程的一个典型实例,同时也是认识负离子结构的一个重要途径。众所周知,光剥离过程极易受到外界环境的影响。最初,人们主要研究负离子在电场和磁场中的光剥离。近年来,随着激光和真空技术的快速进步,... 详细信息

负离子的光剥离是光与物质相互作用过程的一个典型实例,同时也是认识负离子结构的一个重要途径。众所周知,光剥离过程极易受到外界环境的影响。最初,人们主要研究负离子在电场和磁场中的光剥离。近年来,随着激光和真空技术的快速进步,表面附近吸附物的光致电子激发行为引起了人们的极大兴趣,而氢负离子可以用来监测吸附物的寿命和后散射过程中电荷的转移,所以人们对负离子光剥离的研究扩大到表面附近。闭合轨道理论由于具有物理图像清晰、应用范围广等特点被普遍用来解释强外场中原子的光吸收和离子的光剥离问题。本论文就是利用该理论,分别研究了电场、弹性界面对氢负离子在金属面附近光剥离的调制和金属微腔对氢负离子光剥离截面的影响。所得理论结果为实验上研究负离子体系在表面附近的光剥离提供了一定的参考价值,对于理解电子在表面的散射以及进一步开发光剥离显微镜等光学器件有着非常重要的意义。论文的主要研究内容有以下三个方面:1.研究了电场方向和电场强度大小对氢负离子在金属面附近光剥离截面的影响。根据闭合轨道理论,逐步分析了电场与z轴正方向夹角α分别为0度,180度和任意值时剥离电子的经典运动轨迹,推导出了光剥离截面公式。结果表明,当电场沿z轴正方向时,随着电场强度的增大,光剥离截面的振荡幅度变大,而振荡频率变小。当电场沿z轴负方向时,由于外界电场力和镜像库仑力对剥离电子的作用力方向相反,光剥离截面的振荡结构变得非常复杂。当电场很小时,光剥离截面趋近于只有金属面存在时的情况;当电场增大到使电场力和镜像库仑力相等时,光剥离截面和自由空间中的情况一样;当电场非常大时,光剥离截面趋近于只有电场存在时的情况。若保持电场强度不变,只改变电场方向,则夹角α越趋近于90度,光剥离截面中的振荡就越小。2.研究了弹性界面对氢负离子在电场和金属面附近光剥离的影响。研究发现加上弹性界面之后,光剥离截面中的振荡结构更加剧烈,界面引起加强振荡的原因取决于外电场的大小和方向。当电场方向竖直向上时,界面通过缩短闭合轨道的周期和作用量来加强振荡;当电场方向竖直向下时,界面通过增多闭合轨道的数目或增大产生相干效应的入射光能量范围来加强振荡。3.研究了氢负离子在金属微腔中的光剥离。由于金属微腔由两个平行金属面构成,理论上可以产生无穷多个镜像电荷,所以剥离电子所受的镜像作用势就非常复杂。于是,在这一部分首先对剥离电子所受的镜像势做了近似处理,然后对光剥离截面进行半经典分析。研究表明,光剥离截面的振荡可以通过改变微腔腔壁和氢负离子之间的距离来进行调控。同时,为了清楚地揭示出光剥离截面中的振荡和闭合轨道之间的关系,对标度光剥离截面进行了傅里叶变换,发现傅里叶变换中的每一个峰值都与一条闭合轨道的标度作用量相对应,由此表明光剥离截面中的振荡是由于沿闭合轨道传播的电子波和出射波的干涉引起的。论文共分为五章。第一章为引言,主要从总体上介绍了负离子光剥离研究的意义,回顾了闭合轨道理论的发展历史。同时也介绍了负离子光剥离的研究现状和我们所选的课题以及主要工作。第二章利用闭合轨道理论研究了氢负离子在电场和金属面附近的光剥离,重点讨论了电场方向和电场强度大小对光剥离截面的影响。第三章研究了弹性界面对氢负离子在电场和金属面附近光剥离的影响,重点分析了界面引起光剥离截面振荡加强的原因。第四章研究了氢负离子在金属微腔中的光剥离,并揭示了光剥离截面中振荡结构与闭合轨道之间的关系。第五章给出了本文的主要结论并对今后的研究工作进行了展望。

关键词：闭合轨道理论光剥离截面电场金属面金属微腔

椭圆偏振强激光场中库仑散射对原子单电离的影响

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山西大学学报(自然科学版) 2014年第3期37卷 371-377页

作者：黄凯云傅立斌中国工程物理研究院北京研究生部北京应用物理与计算数学研究所

文章采用隧穿电离半经典系综模型,研究了椭圆偏振强激光场中库仑散射对原子电离的影响。结果发现,库仑散射按能量可以分为低能散射和高能散射两种。低能散射对电子电离角分布不对称性有加强作用,原子电离能越小,这种加强作用越大,而高... 详细信息

文章采用隧穿电离半经典系综模型,研究了椭圆偏振强激光场中库仑散射对原子电离的影响。结果发现,库仑散射按能量可以分为低能散射和高能散射两种。低能散射对电子电离角分布不对称性有加强作用,原子电离能越小,这种加强作用越大,而高能散射对原子电离角分布不对称性影响很小。但是,高能散射造成了椭圆偏振光辐射下电子能谱中的平台结构,而低能散射对此平台结构的形成没有作用。另外,高能散射电子的动量分布与电子的初始隧穿位置密切相关。本论文的研究进一步揭示了电子在椭圆偏振场的再散射过程,这对于碰撞物理学发展和阿秒钟等高端测量仪器的研制都有非常重要的意义。

关键词：椭圆偏振光原子电离再散射半经典模型

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椭圆偏振场中原子隧穿电离的残存问题研究

中国科学：物理学、力学、天文学 2014年第12期44卷 1363-1368页

作者：黄凯云傅立斌刘杰中国工程物理研究院北京研究生部北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

利用三维半经典系综模拟方法,研究了原子在椭圆偏振场中的残存问题.结果发现,对于电离能比较大的原子(如氦原子),残存原子是由于电子的初始横向速度与漂移速度相互抵消造成的,对于电离能比较小的原子(如镁原子),核的库仑吸引对原子的残... 详细信息

利用三维半经典系综模拟方法,研究了原子在椭圆偏振场中的残存问题.结果发现,对于电离能比较大的原子(如氦原子),残存原子是由于电子的初始横向速度与漂移速度相互抵消造成的,对于电离能比较小的原子(如镁原子),核的库仑吸引对原子的残存起主要作用.我们提出残存窗口理论来反映库仑作用,从该理论所得中性原子产率分布比强场近似模型更接近三维半经典数值模拟结果.另外,电离能小的原子残存率随椭偏率分布对激光强度大小比较敏感,可以利用这一特性来标定超强场激光的强度.

关键词：强激光原子隧穿率椭偏率

激光脉冲对氢负离子在金属面附近光剥离的影响

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物理学报 2011年第5期60卷 265-272页

作者：王姗姗王德华唐田田黄凯云鲁东大学物理学院烟台264025

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... 详细信息

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截面的振荡,从而达到优化的目的.本文的研究可以对表面附近激光脉冲作用下负离子光剥离的实验研究提供一定的理论指导.

关键词：激光脉冲光剥离截面金属面闭合轨道理论

The influence of electric field on the photodetachment of H^- near a metal surface

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Chinese Physics B 2010年第6期19卷 265-271页

作者：黄凯云王德华 School of Physics Ludong University

The influence of electric field on the photodetachment of H- near a metal surface is investigated based on the closed-orbit theory. It is found that the photodetachment of H- near a metal surface is not only related to the electric field strength but also to the electric field direction. If the electric field is along the ＋z axis, it can strengthen the oscillation in the photodetachment cross section. However, if the electric field is along the -z axis, since the direction of electric field force is opposite to that of static-image force caused by the metal surface, the situation becomes much more complicated. When the electric field is very weak, its influence can be neglected. The photodetachment cross section is nearly the same as that when a single metal surface exists. When the electric field strength is strong enough, the electric field force is able to counteract the metallic attraction, therefore no closed orbit is formed. If the electric field continues to increase until its influence becomes dominant, the photodetachment cross section approaches the case of the photodetachment of H^- in an electric field. Our results may be useful for guiding future experimental studies on the photodetachment of negative ions near surfaces.

关键词： closed-orbit theory photodetachment electric field metal surface

The influence of interface modifier on photodetachment of negative ions in an electric field near a metal surface

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Chinese Physics B 2011年第7期20卷 133-141页

作者：黄凯云王德华 School of Physics Ludong University

Based on closed-orbit theory, the influence of an interface modifier on the photodetachment of H^- in an electric field near a metal surface is studied. It is demonstrated that the interface strengthens the oscillations in the photodetachment cross section. However, when the electric field environments are different, the strengthening oscillations are caused by different sources. When the electric field direction is upward, the interface enhances the oscillations by shortening the period and the action of the closed orbit. When the electric field direction is downward, the interface strengthens the oscillations either by extending the coherent energy range or by increasing the total number of the closed orbits. We hope that our results will be conducive to the understanding of the photodetachment process of negative ions near interfaces, cavities and ion traps.

关键词： photodetachment interface closed orbit theory

Coherent Control of Photodetachment of H- in Perpendicular Electric and Magnetic Fields

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Chinese Physics Letters 2009年第9期26卷 115-118页

作者：王德华黄凯云 School of Physics and Electronic Engineering Ludong University Yantai 264025

Using the semiclassical closed orbit theory, we study the coherent control of the photodetachment of H^- by a single and double-pulse laser in perpendicular electric and magnetic fields. Theoretically, dependences of calculated cross section on laser pulse widths, time delays, relative phases and the classical detached electron＇s closed orbit period are presented and discussed in detail. The results suggest that for the single pulse laser, if the pulse width is shorter than the particular closed orbit period, then the contribution of that dosed orbit to the photodetachment cross section is reduced. While for the double pulse laser, the cross section not only depends on the pulse width, but also depends on the time delay and the relative phase of the two pulses, If the pulse delay time equals to the period of one closed orbit, then the contribution of that orbit becomes significant. Therefore, we can use the pulse laser to control the photodetachment process of ion or atom in external fields.

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