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物理学报 2008年第1期57卷 124-131页

作者：李洪云王兵兵蒋红兵陈京李晓峰刘杰龚旗煌傅盘铭北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871 中国科学院物理研究所光物理实验室北京100080 应用物理与计算数学研究所非线性研究中心北京100088

利用半经典重碰模型计算并研究了He原子在强激光场与静电场的混合场下的非序列双电子电离过程.由于静电场破坏了激光场电场的反演对称性,在平行于激光场偏振方向的He2+离子动量分布不再具有对称双峰结构.由于超短脉冲具有相似的非对称性... 详细信息

利用半经典重碰模型计算并研究了He原子在强激光场与静电场的混合场下的非序列双电子电离过程.由于静电场破坏了激光场电场的反演对称性,在平行于激光场偏振方向的He2+离子动量分布不再具有对称双峰结构.由于超短脉冲具有相似的非对称性,研究静电场对原子在强场中非序列电离的影响,有助于分析超短脉冲非序列电离的过程,进一步了解非序列双电子电离的机理.

关键词：非序列双电离静电场重碰非对称性场

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氢分子在强激光作用下电离的核间距影响研究

氢分子在强激光作用下电离的核间距影响研究

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作者：赵越吉林大学

学位级别：硕士

超短脉冲激光已经成为原子、分子物理的重要研究工具。利用这一光源与原子、分子体系作用可以观察到高次谐波发射,阈上电离,非序列多电子电离等。其中,非序列多电子电离现象,由于包含了电子间的关联信息以及电离电子重碰携带的实时的母... 详细信息

超短脉冲激光已经成为原子、分子物理的重要研究工具。利用这一光源与原子、分子体系作用可以观察到高次谐波发射,阈上电离,非序列多电子电离等。其中,非序列多电子电离现象,由于包含了电子间的关联信息以及电离电子重碰携带的实时的母体离子结构信息,成为了广泛关注的课题之一。与原子相比,分子存在更多的自由度导致非序列电离过程更为复杂。分子核间距的改变不但会影响电子态的密度分布,还会引起不同态电离能的差别,这些改变对非序列电离的电离机制影响仍是需要进一步研究的问题。为此,本文以三维全经典系综模型研究不同的驱动激光作用下氢分子的双电离,重点分析核间距对双电离机制的影响。主要工作内容为:（一）研究了单一脉冲（包括线偏振,圆偏振和包含啁啾）的驱动激光作用下氢分子的双电离。发现随着分子核间距的增加,双电离几率在较小的核间距下很小,之后快速增大,达到峰值后缓慢下降。通过对电离电子的轨迹跟踪区分序列和非序列过程,发现产生双电离产额峰值结构的核间距均为序列电离发挥主导作用。在较小核间距条件下,线偏振驱动激光脉冲作用时,非序列电离机制发挥主要作用,圆偏振驱动激光作用时,序列电离发挥决定性作用。（二）研究了基频和二倍频圆偏振组合脉冲作用下氢分子的双电离。发现,在两束脉冲的电场旋转方向相同时,随着核间距的改变双电离几率也呈现出峰值结构,通过分析发现,随着核间距的增加,其电离机制从非序列电离完全过渡到了序列电离过程。当两束激光脉冲的电场旋转方向相反时,虽然呈现出类似的随核间距改变的双电离特征,但是通过粒子轨迹的跟踪发现,在研究的所有核间距条件下,非序列双电离的作用都不能被忽略。

关键词：分子双电离非序列双电离序列双电离核间距

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频域图像下的强场非序列电离过程

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物理学报 2016年第22期65卷 95-113页

作者：金发成王兵兵中国科学院物理研究所、北京凝聚态物理国家重点实验室、光物理重点实验室北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049

自20世纪60年代激光发明以来,激光与物质的相互作用就一直成为物理学领域的一个重要研究方向.通过最近几十年激光技术的发展,大大拓展了激光的频率、强度及脉宽范围,使得复杂体系在激光场中的激发、辐射及电离过程得到更精细而深入的研... 详细信息

自20世纪60年代激光发明以来,激光与物质的相互作用就一直成为物理学领域的一个重要研究方向.通过最近几十年激光技术的发展,大大拓展了激光的频率、强度及脉宽范围,使得复杂体系在激光场中的激发、辐射及电离过程得到更精细而深入的研究.本文总结了处理单色和双色激光场中双电子原子非序列电离的频域理论;归纳了碰撞-电离和碰撞-激发-电离两种机理下原子非序列电离在单色和双色激光场中的动量谱分布,并对动量谱上的干涉条纹利用量子通道相干的理论进行了分析;归纳了前向碰撞和背向碰撞在不同激光场条件下对非序列电离的不同贡献,以及高频激光场在非序列电离中所起的作用.

关键词：频域强激光场非序列双电离多电子原子

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强激光场中原子电离过程光子动量分配研究

强激光场中原子电离过程光子动量分配研究

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作者：陶建飞中国工程物理研究院

学位级别：硕士

在纷繁复杂的物理学研究领域中,光与物质的相互作用是永恒的话题。自1905年爱因斯坦引入光量子解释光电效应以来,随着物理学的发展,这一领域也进入了新的阶段。尤其是上世纪60年代理想光源激光的发明后,随着激光的光强不断增强,原子分... 详细信息

在纷繁复杂的物理学研究领域中,光与物质的相互作用是永恒的话题。自1905年爱因斯坦引入光量子解释光电效应以来,随着物理学的发展,这一领域也进入了新的阶段。尤其是上世纪60年代理想光源激光的发明后,随着激光的光强不断增强,原子分子内部电子与外激光场的相互作用与电子与核的库仑相互作用可比时,早期研究中广泛使用的量子力学微扰论不再有效。在强激光的作用下,原子分子将发生大量非线性非微扰的物理过程,如阈上电离、高次谐波产生以及非序列双(多)电离等。新现象的涌现迫使人们发展新的理论研究方法,对新的物理过程的研究成果同时也对新的物理实际应用具有促进作用。本论文的第一章为绪论部分,简单的回顾了强场物理的历史以及激光技术的发展。对于强场物理的一些典型过程做了一番阐述。同时,也举例说明强场物理如何可以应用于观测最基本的亚原子级别电子运动。第二第三章介绍了强场物理目前主要的研究方法。第二章对直接求解薛定谔方程法、强场近似理论、纯经典方法以及Keldysh隧穿理论进行了概述。直接求解薛定谔方程法是最可信最基本的理论研究方法,但是由于其无法明确区分物理过程以及数值计算量太大等缺点,使得一定程度的近似成为必要。其他的方法在某些方面都取得了不错的成果。其中Keldysh理论对于强场物理的早期解析理论发展具有重要意义,同时对于推动早期理论发展也有重大贡献。第三者详细阐述了半经典再散射模型。基于被普遍认可的强场物理”三步“过程,发展了以量子隧穿理论、微正则系综法给出粒子初值,求解经典牛顿方程的半经典方法。此方法具有物理过程明确、可回溯轨道分析等优点,在强场物理的研究中占有重要的地位。第四五章研究了电离过程中光子动量分配的问题。第四章中,对前一章的半经典方法做了一个扩展,使得原子核的运动也可以包括进来。同时考虑了激光场的电场和磁场分量。本章研究了强激光氖原子单电离过程中光子动量在电子和原子实之间的分配问题,并对其中的亚周期动力学进行了讨论。研究发现,电子与原子实之间的库仑相互作用在隧穿以及再散射过程中光子动量在离子与电子间的分配具有重要影响,尤其对于线极化光这种影响格外重要。第五章使用半经典模型研究了氦原子非序列双电离过程中光子动量分配问题。研究结果表明,原子核与电子间的质量差异导致电子波包向激光传播方向漂移的比核厉害,当电子靠近原子核附近而受到核的再散射时,会将一部分动量传递给原子核。这种动量交换与氦原子双电离机制紧密相关：简单计算表明,序列电离机制、回碰直接电离机制以及回碰激发再电离机制会给出不同的电子动量。第六章对本文做了一个简单的总结,并对理论研究前景做了一个展望。

关键词：强场物理半经典隧穿模型非序列双电离电子关联光子动量分配

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CS2、CO2、OCS在飞秒激光场中的电离解离

CS2、CO2、OCS在飞秒激光场中的电离解离

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作者：黄红卫吉林大学

学位级别：硕士

随着激光技术不断发展，尤其是超短强激光脉冲的出现，为人们探索微观物质世界的超快过程提供了强有力的工具。飞秒激光器为科研工作者提供了超快时间分辨和高光场强度的工具，可以在分子内部运动的时间尺度和可比于内部相互作用强度的... 详细信息

随着激光技术不断发展，尤其是超短强激光脉冲的出现，为人们探索微观物质世界的超快过程提供了强有力的工具。飞秒激光器为科研工作者提供了超快时间分辨和高光场强度的工具，可以在分子内部运动的时间尺度和可比于内部相互作用强度的场强上去研究分子的超快动力学过程。在过去二三十年里，人们对原子分子体系在超短强激光场中的动力学行为进行了大量的研究，如电离/解离、高次谐波发射、非序列双电离、阈上电离、库仑爆炸等。本文以三种结构相似的线性三原子分子CS2、CO2和OCS为研究体系，利用飞行时间质谱，通过检测不同离子信号强度随激光强度以及椭偏率的变化关系详细研究了其在强激光场中的电离解离行为。具体工作如下：研究了CS2、CO2和OCS分子在800nm飞秒激光场中的飞行时间质谱特征。在三个分子的质谱中都观测到了母体一价和二价离子，以及丰富的碎片离子，包括双原子分子碎片离子和不同价态的原子碎片。观测到双原子碎片离子随着母体一价（CS2和CO2）或母体二价（OCS）离子的出现而出现，而原子碎片则主要出现在以库仑爆炸为主的高光强区域。我们研究了不同离子信号随激光光强的变化关系。通过测量二价母体离子与一价母体离子的比值随激光强度的变化关系，发现了CO2非序列双电离标志性的“Knee”结构，而在本实验光强范围内却没有能够观测到CS2和OCS明显非序列双电离的“Knee”结构。我们系统考察了CS2、CO2和OCS三个分子的二价母体离子和碎片离子对激光偏振的依赖关系。在母体二价离子随激光椭偏率的变化关系中，当光强在CO2出现“Knee”结构的光强范围内时，圆偏光下的CO22+产率被完全抑制，这一现象与三步重碰机制预测的结果一致，进一步验证了CO2非序列双电离的存在。OCS2+的相对产率在圆偏光下随着激光强度的增加而增大，并且是一个明显从抑制到增强的变化过程。而CS22+的相对产率不受激光椭偏率的影响。对于双原子碎片离子，通过分析不同光强和不同偏振下的实验结果，表明主要来自母体一价（CS2和CO2）或母体二价（OCS）的电离性解离。而S或O碎片离子随激光偏振的变化有着相同的变化趋势，价态越高的碎片离子对激光偏振的依赖更强烈。实验发现三种分子产生的C碎片离子对激光偏振的依赖明显不同，相对产率最强分别出现在线偏振（CO2）、椭圆偏振（OCS）和圆偏振（CS2）。我们的研究结果表明重碰机制在分子的电离解离以及库仑爆炸中扮演重要地位。

关键词：飞秒激光电离解离非序列双电离库仑爆炸

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啁啾激光脉冲控制电子纵向动量关联谱研究

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北京理工大学学报 2012年第1期32卷 98-101页

作者：辛国国赵清北京理工大学物理学院北京100081

采用三维半经典再散射模型研究了周期量级啁啾脉冲中He原子非序列双电离电子的纵向(沿激光电场极化方向)动量关联谱,其中一、三象限分布的不对称性对啁啾参数变化很敏感.该性质是由电场分布的不对称性引起的.通过调节啁啾脉冲参数可以... 详细信息

采用三维半经典再散射模型研究了周期量级啁啾脉冲中He原子非序列双电离电子的纵向(沿激光电场极化方向)动量关联谱,其中一、三象限分布的不对称性对啁啾参数变化很敏感.该性质是由电场分布的不对称性引起的.通过调节啁啾脉冲参数可以比调节一般周期量级脉冲的绝对相位能更灵敏地控制动量关联谱.

关键词：啁啾脉冲非序列双电离纵向动量关联谱

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