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H2+强光电离中的双指数衰减过程研究

H2+强光电离中的双指数衰减过程研究

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作者：王廷营天津大学

学位级别：硕士

作为一重要的基础物理学研究领域,原子分子物理已有很长的发展历史。而1980年以后出现的超短超强脉冲激光器,由于其电场强度达到或超过了原子分子内电子所遭受到的库仑场强,故原子分子的电离解离研究又焕发出勃勃生机。在理论方面,发现... 详细信息

作为一重要的基础物理学研究领域,原子分子物理已有很长的发展历史。而1980年以后出现的超短超强脉冲激光器,由于其电场强度达到或超过了原子分子内电子所遭受到的库仑场强,故原子分子的电离解离研究又焕发出勃勃生机。在理论方面,发现了一系列新的物理过程和物理概念;在生产实际方面,该研究已在激光受控核聚变、极紫外辐射、太赫兹波、阿秒激光脉冲、化学反应控制等方面逐步得到应用。在强光与原子分子互作用研究领域,理论数值模拟计算一直是极其重要的研究手段之一。本论文的主要工作是,对三维H2+分子离子的强光电离过程中的电荷共振增强电离效应作了大量计算机数值模拟计算。具体的研究工作如下:(1)应用Bandrauk提出的贝塞尔-傅立叶级数展开法求解含时薛定谔方程,将实际三维的单电子波函数分离为径向和轴向部分,消除了库仑势能函数中的奇异性,在理论上解是严格的。在具体计算机数值计算中,运用分裂算符法和傅立叶变换法求解波函数的时间演化,我们把16个贝塞尔基矢扩展为32个,大大提高了计算精度。(2)模拟计算了氢分子离子在波长为800nm的短激发脉冲和波长为1064nm、1550nm的长激发脉冲激发下的电荷共振增强电离现象。采用三种不同方法求得电离速率:未电离寿命法、线性拟合法和双指数衰减拟合法。得到了不同光强下的电离速率随核间距R的变化曲线,我们发现该体系可以表现出不同的电离行为:电离饱和、电离增强和电离的双指数衰减微观过程。(3)实验装置设计:初步设计了飞行时间质谱仪-图像光谱仪装置,旨在测量强光激发下原子分子的电离解离过程,为今后将图像相关和图像标识技术应用于电离解离研究提供了实验方案。在具体实验上,参与制作了1319nm波长的双灯泵浦Nd:YAG激光器,可能为将来实验研究提供新激发波长:1319nm和660nm。

关键词：电荷共振增强电离电离饱和双指数衰减飞行时间质谱术

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