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飞秒激光脉宽对三态阶跃型分子波包运动的影响研究

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原子与分子物理学报 2017年第5期34卷 908-914页

作者：郭玮常志强王怡路兴强南华大学电气工程学院衡阳421001 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室大连116023 南华大学核科学技术学院衡阳421001

用含时波包法研究了三态阶跃型K_2分子在强飞秒泵浦-探测激光场中脉宽对波包动力学过程的影响.研究表明激光场强较弱或者脉宽较短都可能不出现Autler-Townes分裂.波包的振荡周期随脉宽增长而增大,而振荡幅度随脉宽增长而减小.脉宽影响R... 详细信息

用含时波包法研究了三态阶跃型K_2分子在强飞秒泵浦-探测激光场中脉宽对波包动力学过程的影响.研究表明激光场强较弱或者脉宽较短都可能不出现Autler-Townes分裂.波包的振荡周期随脉宽增长而增大,而振荡幅度随脉宽增长而减小.脉宽影响Rabi振荡,而Rabi振荡的变化又导致了基态和激发态布居数周期性变化.首次量化了脉宽对激发态布居数的影响,表明变化频率随着泵浦场强的增强而增大.研究表明调节激光脉宽可实现对态布居数的选择性分布,可以为实验上实现分子的光控制提供重要参考.

关键词：分子物理学波包运动含时波包法三态阶跃型K2分子光电子能谱态布居数

泵浦-探测延时对三态阶梯型K_2分子的波包运动及态布居的影响

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中国科技论文 2015年第23期10卷 2769-2773页

作者：冯小静白静郭玮南华大学电气工程学院湖南衡阳421001

利用三态模型和含时波包法,首次研究了三态阶梯型K2分子在强飞秒泵浦-探测激光场中延时对波包运动、光电子能谱及各态布居数的影响。研究表明:波包在激发态势能面上做周期性运动,运动周期大约为500fs;波包的周期性运动导致了光电子能谱... 详细信息

利用三态模型和含时波包法,首次研究了三态阶梯型K2分子在强飞秒泵浦-探测激光场中延时对波包运动、光电子能谱及各态布居数的影响。研究表明:波包在激发态势能面上做周期性运动,运动周期大约为500fs;波包的周期性运动导致了光电子能谱谱峰位置的周期性变化;零延时光电子能谱呈现Autler-Townes(AT)双分裂,延时较大时光电子能谱为单峰无AT分裂;各态布居数,Rabi振荡强度及K2分子开始电离的时间随着延时的变化而不同。这些结果可以为实验中实现分子的光控制及量子操控过程提供一定参考。

关键词：光电子能谱三态阶梯型K2分子含时波包法波包运动布居数转移

飞秒强场中三态k2分子的Autler-Townes分裂和波包运动研究

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飞秒强场中三态k2分子的Autler-Townes分裂和波包运动研究

作者：冯小静南华大学

学位级别：硕士

超短超强激光技术的快速发展促进了强激光场与物质相互作用的理论和实验研究。其中,利用超短激光脉冲控制原子/分子的Autler-Townes(AT)分裂、波包动力学过程和态布居数转移不仅是激光与物质相互作用研究的重要内容,同时也是分子动力学... 详细信息

超短超强激光技术的快速发展促进了强激光场与物质相互作用的理论和实验研究。其中,利用超短激光脉冲控制原子/分子的Autler-Townes(AT)分裂、波包动力学过程和态布居数转移不仅是激光与物质相互作用研究的重要内容,同时也是分子动力学研究的热点课题。本课题采用含时量子波包方法,研究了泵浦-探测强激光场参数对三态阶跃型K分子的光电子能谱(包括AT分裂)、波包运动以及态布居数的影响,探索双色场调控AT分裂通道选择、波包运动和态布居数转移的条件方法。主要工作包括以下几个方面:(1)利用三态模型和含时量子波包法,理论研究了延时为零时,强飞秒泵浦-探测激光场中场强和波长对三态阶跃型K分子光电子能谱AT分裂的影响。分别研究了共振激光场,近共振激光场和远共振激光场这三种情况下AT分裂的特点。并且首次量化了这些因素对峰移和AT间距的影响。(2)利用三态模型和含时量子波包法,理论研究了延时不为零(1800 fs)时,强飞秒泵浦-探测激光场中泵浦波长和脉宽对三态阶跃型K分子波包运动的影响。结果表明波包在激发态势能面上周期性运动。波包的周期不随泵浦波长的变化而变化,振幅随着脉宽的增大而减小。由于波包的运动会导致光电子能谱和态布居数的变化,因此,接下来我们还研究了延时、泵浦场强、泵浦波长、脉宽对光电子能谱和态布居数的影响,并且对激发态布居数随这些参数的变化进行了量化。结果发现,波包的周期性运动导致了光电子能谱的周期性变化。场强较弱、脉宽较短时,光电子能谱均不可能发生AT分裂。延时和泵浦波长影响能峰的结构、位置和相对峰高。延时、泵浦场强、泵浦波长和脉宽影响Rabi振荡,而Rabi振荡的变化又导致了基态和激发态布居数周期性变化。量化这些因素对激发态布居数的影响不仅验证了此周期性变化规律,还表明变化频率随着泵浦场强和脉宽的增大而变化。本文的研究成果可以为实验上实现分子的光控制以及量子操控过程一定的参考,并为进一步研究与K分子性质类似的原子/分子的动力学特性供一定的参考。

关键词：三态阶跃型K2分子含时量子波包法光电子能谱 AT分裂波包运动态布居数

飞秒强场中四态K2分子的Autler-Townes分裂和波包运动研究

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飞秒强场中四态K2分子的Autler-Townes分裂和波包运动研究

作者：常志强南华大学

学位级别：硕士

随着激光技术的迅速发展,实验上和理论上有很多关于超快强场原子或分子动力学过程的研究。本文采取飞秒强激光操控分子的Autler-Townes(AT)分裂、波包运动和态布居数。这不仅是强场和物质相互作用问题的关键内容,还是分子反应动力学过... 详细信息

随着激光技术的迅速发展,实验上和理论上有很多关于超快强场原子或分子动力学过程的研究。本文采取飞秒强激光操控分子的Autler-Townes(AT)分裂、波包运动和态布居数。这不仅是强场和物质相互作用问题的关键内容,还是分子反应动力学过程的重要课题。由于实验的要求较高,因此从理论上分析飞秒强场与物质相互作用的动力学过程具有重要的意义。本论文应用含时波包法研究三色激光场参数对四态阶跃型K分子的光电子能谱、波包运动和态布居数的影响,来探究三色激光场调控波包运动的条件方法。主要从下面两个方向进行:(1)利用四态模型和含时波包法,研究了飞秒泵浦-泵浦-探测强场中延时和泵浦波长对四态阶跃型K分子光电子能谱影响。重点研究了在共振激光场下:两束泵浦激光间的延时、第二束泵浦激光与探测激光间的延时这两种情况。同时首次量化延时对能谱峰移和AT分裂间距的作用。(2)利用四态模型和含时波包法,研究了飞秒泵浦-泵浦-探测强场中延时和泵浦波长对四态阶跃型K分子波包运动和态布居数的影响。结果表明波包在两个激发态势能面上都做周期性运动。其运动周期随泵浦波长的增加而减小,波包的运动幅度同样跟着泵浦波长的增大而减小。引起光电子能谱周期性变化和态布居数变化的内因是由于分子的波包运动。延时和泵浦波长引起Rabi振荡的变化,而Rabi振荡的变化又导致了基态X、激发态A和激发态2的态布居数周期性变化。这同样会影响光电子能谱的峰的结构、位置和相对峰高。在理论上量化这些参数对激发态波包运动的影响不仅能够验证此周期性变化规律,还表明调节激光场的参数可以实现对波包运动的操控与态布居的选择性分布。本论文的模拟结果能够为实验上完实现分子的光控制以及量子调控过程提供一定的依据。除此之外,还能为更深入研究碱金属二聚物体系的动力学特性带提供一定参考。

关键词：四态阶跃型K2分子量子含时波包法 Autler-Townes分裂波包运动态布居数

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负能模式在非线性不稳定性中的作用再探

物理学报 1996年第1期45卷 1-12页

作者：贺凯芬北京帅范大学低能核物理研究所

讨论了本征矢量的非线性变化说明相对于定态波每一个非线性本征频率允许向前和向后传播，与线性情形比较，它们的本征矢量在傅里叶空间发生了偏转根据向前和向后的扰动本征矢量的相对强度可以定义非线性条件下的正能和负能模式按照这一... 详细信息

讨论了本征矢量的非线性变化说明相对于定态波每一个非线性本征频率允许向前和向后传播，与线性情形比较，它们的本征矢量在傅里叶空间发生了偏转根据向前和向后的扰动本征矢量的相对强度可以定义非线性条件下的正能和负能模式按照这一定义，本文再探了负能模式在非线性不稳定性中的作用，结果证实了文献［１，２］的推断波包的双稳滞后分岔与一个共振负能模式向正能模式转变相联系，这个转变伴随着本征扰动矢量在参数空间的不连续性；波包的Ｈｏｐｆ分岔与一对具有正能和负能模式的本征扰动矢量的重联和它们的能态转变有关随着非线性增强，共振的正能和负能模式先后改变能态，因此存在两个模式同时为负能的参数区。

关键词：波包运动负能模式等离子体非线性不稳定性

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非绝热耦合分子光电子能谱及态布居延时依赖

量子电子学报 2016年第6期33卷 647-652页

作者：郭玮白静南华大学电气工程学院湖南衡阳421001 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室辽宁大连116023

利用三态模型和含时波包法,研究了强飞秒泵浦-探测激光场中延时对非绝热耦合NaI分子光电子能谱、备态布居的影响.结果表明波包在势能面上做周期性运动,周期约为1000 fs,延时为200 fs时波包第一次到达交叉区域并分裂成两部分,800 fs时波... 详细信息

利用三态模型和含时波包法,研究了强飞秒泵浦-探测激光场中延时对非绝热耦合NaI分子光电子能谱、备态布居的影响.结果表明波包在势能面上做周期性运动,周期约为1000 fs,延时为200 fs时波包第一次到达交叉区域并分裂成两部分,800 fs时波包再次返回交叉区域发生分裂。波包的周期性运动导致光电子能谱谱峰位置的周期性变化,波包在交叉区域的分裂情况影响了各态布居分布。调节泵浦-探测延时可实现对波包运动的控制及态布居的选择性分布,研究结果为实验上实现分子的光控制及量子操控过程提供了一定参考。

关键词：光谱学态布居含时波包法光电子能谱波包运动

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二维系统中薛定谔粒子的运动

二维系统中薛定谔粒子的运动

作者：曹丽娜南京师范大学

学位级别：硕士

在量子力学中,微观粒子的运动状态由薛定谔方程决定的波函数来描述。微观粒子具有粒子性和波动性,在纳米尺寸量级的材料中,微观粒子的动力学行为与宏观尺寸下的行为不同。随着现代科学技术的发展,尤其是发现制造单层石墨烯以来,各种纳... 详细信息

在量子力学中,微观粒子的运动状态由薛定谔方程决定的波函数来描述。微观粒子具有粒子性和波动性,在纳米尺寸量级的材料中,微观粒子的动力学行为与宏观尺寸下的行为不同。随着现代科学技术的发展,尤其是发现制造单层石墨烯以来,各种纳米尺寸的器件相继问世,各种新的量子效应也被人们观察到。近年来用薛定谔方程研究微观粒子在纳米尺寸材料中的动力学行为成为一个研究热点。本文采用分裂算符方法与CN方法相结合数值求解含时薛定谔方程,研究二维有限区域内粒子波包的运动,分析粒子的波动性和粒子性与粒子能量和系统尺寸的关系。首先,对于二维含时薛定谔方程的数值求解,我们采用简单有效的分裂算符方法和CN方法相结合求解含时薛定谔方程。在数值运算过程中,采用递推迭代方法求解线性方程组,能够计算较大尺寸的二维系统。其次,在数值编程工作的基础上,我们研究二维有限区域内存在阶梯势垒的情况下,对不同高度势垒,波包进入势垒区的概率与波包宽度、能量的关系。我们发现宽度大的波包粒子性更强,宽度小的波包波动性更强;势垒高度一定时,波包能够透射入势垒是受到波包自身扩散和能量共同作用结果,由于宽度小的波包扩散作用明显,所以同等条件下要比宽度大的波包透射率小;波包透射入势垒的概率随波包能量的增加而增大。所得的结果与前人的计算结果相符,并且给出了更清晰的解释和描述。最后,我们设计并研究微观粒子穿过二维有限区域内一个狭窄通道的行为,分析微观粒子穿过通道的概率与波包宽度、波包能量和通道尺寸参数的关系。粒子波包受到能量和自身扩散作用,波包的穿过通道的概率随通道宽度、能量的增大而增加;宽度小的波包由于扩散作用强,通道的起始宽度几乎等同,宽度大的波包的通道起始宽度随能量的增加而减小;同等条件下,势垒的长度越长,波包穿过通道的概率越小。

关键词：薛定谔方程分裂算符波包运动阶梯势垒无限高势垒