强激光场氦原子非序列双电离过程中光子动量分配

本文研究了He原子非序列双电离过程中光子动量在电子和原子核间的分配问题.扩展三维半经典再散射模型使之同时包含原子核的运动,数值模拟计算原子体系的三维动力学并统计原子核与电子沿激光场传播方向的动量.结果表明,原子核与电子之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的非序列双电离机制紧密相关:简单计算表明,序列电离机制(Sequential Double Ionization,SDI),回碰直接电离机制(Recollision Impact Ionization,RII)以及回碰激发再电离机制(RecollisionExcitation with Subsequent Ionization,RESI)会给出不同的电子动量.     

少光周期的中红外激光脉冲驱动的Xe原子非次序双电离

利用经典系综模型，系统研究了不同载波包络相位(Carrier-envelop phase, CEP)下少光周期的中红外激光脉冲驱动的Xe原子非次序双电离，并比较了近红外激光脉冲的情况。结果表明，中红外激光脉冲下，随CEP的增加，关联电子沿激光偏振方向的动量谱由分布在第一、二、四象限的弧形结构转变到主要分布在第一、三象限的弧形结构。而近红外激光脉冲下，关联电子动量谱由主要分布在第一、三象限的V型结构转变到主要分布在第一象限的V型结构。反演分析发现，中红外激光脉冲下，NSDI主要以直接碰撞电离机制主导，碰撞时间主要由位于激光场峰值附近的P1峰和位于激光场零点附近的P2峰贡献，P1峰导致关联电子动量谱在第一、二、四象限的弧形结构，P2峰导致关联电子动量谱在第一、三象限的弧形结构。进一步研究发现，对于中红外激光脉冲，根据双电离与碰撞之间的时间延迟进一步把NSDI事件分开，发现即使对于直接碰撞电离机制，不同的时间延迟范围内，电子关联特性仍呈现出不同的行为。     

激光脉宽对椭偏光驱动的原子次序双电离的影响

利用经典模型,研究了激光脉宽对椭偏光驱动的Ar原子次序双电离(SDI)的影响.结果发现,二价离子动量分布强烈地依赖于激光脉宽.随激光脉宽增加,离子动量分布从二带结构变为四带结构,然后又变为六带结构.向后分析双电离轨迹既显示了椭偏光驱动的原子次序双电离中的亚周期电子出射现象,又表明带状结构随激光脉宽的演化取决于第二个电子电离时间随激光脉宽的变化.     

反向旋转圆偏振双色激光场驱动下氩原子非顺序双电离研究

在经典系综模型下,研究了氩(Argon, Ar)原子在800 nm和400 nm反向旋转圆偏振双色(Counterrotating Circularly Polarized Two-Color, CRTC)激光场驱动下的非顺序双电离(Non-Sequential Double Ionization, NSDI)过程.理论分析了激光强度、双色场强度比、脉冲相对相位,以及激光脉冲宽度等光场参数对非顺序双电离机制及其量子产率的影响,得到了双电子能量的时间演化谱;发现并分析了两种不同的非顺序双电离机制;讨论了电子返回碰撞能对不同非顺序双电离过程的影响.     

少周期强激光脉冲下氩原子的再碰撞激发电离

文章利用库仑修正的量子轨迹方法（Coulomb-corrected quantum-trajectories, CCQT）研究了氩（Ar）原子在少周期激光脉冲中的再碰撞激发电离（recollision excitation with subsequent ionization,RESI）过程。研究发现，随着光强的增大，Ar原子的动量关联分布逐渐由第二四象限向第一三象限转变，与实验结果吻合。分析表明，电子关联的转变主要是由于第一个电子返回时所携带的能量随光强变化造成的。     

原子强场双电离的关联电子动力学

强激光与原子分子相互作用时,有许多由电子关联效应导致的新现象.强激光场驱动下的原子分子双电离,特别是非次序双电离,是一种典型的由电子关联作用引起的物理过程,为人们研究电子关联效应提供了一种重要途径.本文介绍了基于冷靶反冲离子动量成像谱仪技术对强场双电离关联电子微观动力学的研究现状,总结了不同激光强度下非次序双电离的微观动力学过程,进一步介绍了基于双色场对非次序双电离关联电子动力学过程控制的理论及实验研究.最近强场次序双电离实验观察到了许多与以前的理论模型预言相悖的物理现象,本文介绍了最近发展起来的次序双电离模型对这些现象的解释,以及此理论模型预言的次序双电离的有趣现象.     

波长对双色激光场中H_2~ 和(DμD)~ 解离的影响

利用短时指数传播子的对称分割和快速傅立叶变换等方法 ,对含时薛定谔方程进行了数值求解 ,研究了双色(基频 :780 nm,二倍频 :390 nm)激光场对 H 2 离子和 (DμD) 离子解离的相干控制以及基频激光的波长对相干控制作用的影响 .数值结果显示 ,光解离几率灵敏地随双色光之间的相对相位的变化而变化 ,光解离碎片的动量分布也与相对相位的大小有关 ;H 2 离子和 (DμD) 离子在双色激光场中的光解离情况有很大不同 .     

啁啾激光脉冲控制电子纵向动量关联谱研究

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.     

基于光电子成像技术的碘甲烷多光子电离行为

利用飞秒光电子成像技术研究了碘甲烷在超短激光脉冲场中的多光子电离解离行为.实验获得了碘甲烷分子在400 nm飞秒激光作用下的飞行时间质谱以及电离产生的光电子影像.实验结果表明,在超短脉冲激光场中,分子的电离通常是非共振电离,电离产物主要为母体离子和极少量的碎片离子.从光电子成像中获得的光电子平动能分布可以得到电离产生的电子p_1(2. 03 eV)和p_2(2. 67 eV)分别来源于母体离子的基态和激发态.从光电子成像中获得的角度分布可以推测出,光电子峰p_1和p_2可以分别近似看做单光子电离和双光子电离过程,且光电子散射角度趋于各向同性分布.     

椭圆偏振光中库伦势对原子单电离的影响

采用三维半经典系综模型,研究椭圆偏振光中库伦势导致原子单电离出射角分布不对称的问题。模拟结果表明,库伦势主要影响了光电子在激光主极化方向的动量。在隧穿0.20倍的激光光学周期之后或者在离核40个原子单位以外不考虑库伦势,库伦势对光电子的出射角分布影响很小。这个结论对简化强激光场电离的模拟有着重要的指导意义。     

飞秒激光场中甲醇产物离子的角分布

利用直流切片离子成像技术结合飞行时间质谱技术,我们研究了甲醇(CH_3OH)分子在800 nm飞秒激光场中的多光子解离和库仑爆炸过程.获得了甲醇分子在光场中的飞行时间质谱和产物离子的切片影像,分析得到了不同库仑爆炸通道碎片离子的动能分布和角度分布.本文对比分析了C-O键断裂产生H_2O~+的H转移通道和产生OH~+的非H转移通道的角分布,计算了不同激光强度下两个通道的各向异性参数α_2和(cos~2θ),并根据产物离子角度分布与激光强度和离子价态的关系,揭示了甲醇分子在飞秒光场中的准直机制为动力学准直.     

激光产生的硫等离子体2s—2p光谱及分析模拟

利用双脉冲激光等离子体光谱技术测量了激光作用于高纯度硫靶产生的16~24nm波段的发射光谱,分析发现谱线主要来自Sq+(q=7,8,9,10)离子的2s—2p跃迁.基于稳态碰撞辐射模型和激发态离子数布局满足归一化玻尔兹曼分布的假设,计算了不同离化态硫离子在不同等离子体温度和电子密度下的布居数,在不同电子温度下模拟了等离子体光谱,并通过与实验光谱比较确定了等离子体参数.     

激光产生的Si等离子体的光谱分析

利用双脉冲激光等离子体光谱技术测量了激光烧蚀Si靶产生的极真空紫外波段等离子体光谱,通过标定发现,光谱中的分立谱线主要来自于Si 7+-Si 10+离子的2s-2p跃迁.基于稳态碰撞辐射模型和激发态粒子数布居满足归一化玻尔兹曼分布的假设,计算了不同电荷态Si离子的离子丰度随电子温度的变化关系,并给出了不同等离子体参数条件下的理论模拟光谱.通过与实验光谱的比较,确定了等离子体参数.     

多次返回碰撞轨道对原子高阶阈上电离的贡献

在超短强激光场与原子分子相互作用过程中,阈上电离光电子能谱的高能平台结构(高阶阈上电离)是一个很重要的现象。基于绝热近似理论,人们发现这一现象是电离电子与离子核的背向散射导致的,不考虑离子与电子之间库仑势的情况下主要来源于第一次返回轨道的贡献。本文在半经典再散射模型下,在整个电离过程中都考虑了离子核对电子的库仑吸引作用,对氢原子的阈上电离进行研究,发现多次返回碰撞轨道也对电子的高能平台结构有很重要的贡献。     

波长对双色激光场中H∧2＋和（DμD）∧＋解离的影响

利用短时指数传播随子的对称分割和快速傅立叶变换等方法，对含时薛定谔方程进行了数值求解，研究了双色（基频：780nm,二倍频：390nm）激光场对H∧ 2离子和（DμD）∧ 离子解离的相干控制以及基频激光的波长对相干控制作用的影响，数值结果显示，光解离几率灵敏地随双色光之间的相对相位的变化而变化，光解离碎片的动量分布也与相对相位的大小有关；H∧ 2离子和（DμD）∧ 离子在双色激光场中的光解离情况有很大不同。     

Cu2+在高岭土土柱中运移时的吸附特性研究

通过土柱实验对比,研究了Cu~(2+)在高岭土中单一离子运移、两种离子同时运移、两种离子顺序运移时Cu~(2+)的吸附特性,并与Batch试验的结果进行对比分析,结果表明,在初始浓度、pH相同的条件下,各土柱深度土样对Cu~(2+)的吸附量均比Batch试验小;运移试验中Cu~(2+)的单层饱和吸附量Q会随着土层深度的增大而逐渐减小;竞争运移会使高岭土对Cu~(2+)的吸附量减少;先用Pb2+后用Cu~(2+)进行顺序运移时,Cu~(2+)的吸附量显著减少,顺序运移同时运移单一离子运移.综合分析不同情况下运移时的Cu~(2+)在高岭土中吸附特性.     

溴丙烯在800nm和400nm飞秒激光强场下的解离电离

利用自行搭建的飞行时间质谱仪,在800 nm和400 nm飞秒激光强场下对溴丙烯分子进行了电离解离过程的探究.通过分析离子产物的产率与激光功率的依赖关系并结合Keldysh因子计算,给出了实验中母体分子的电离机制;理论上,利用量子化学计算软件(Gaussian 09),对分子的化学键柔性力常数、反应通道出现势进行了计算,确认了溴丙烯分子的电离解离通道,发现了非共振多光子吸收导致的多个化学键的同时断裂,解释了母体分子离子电荷布局对反应路径的影响.     

ZnS:Cu~(2+)(1%)Cd~(2+)(x%)量子点的制备及光学性质研究

利用水热法制备纤锌矿结构Zn0. 99-xCu0. 01CdxS量子点.实验结果表明:Cu~(2+)和Cd~(2+)均取代了Zn2+的位置掺入到Zn S的晶格中,且其尺寸约为(4. 0±1. 0) nm. Zn S:Cu~(2+)(1%) Cd~(2+)(x%)量子点光学性质研究表明,量子点具有来自于Cu~(2+)离子3d轨道以及深能级Cd~(2+)空位的跃迁发射峰,且随着Cd~(2+)离子掺杂浓度的增加其发光强度降低.这可能因为随着Cd~(2+)掺杂浓度的增加,缺陷中心增加,非辐射复合过程增加,致使发射峰强度降低.     

强激光场原子电离过程中库仑势对光电子横向动量分布的影响研究

本文研究了强激光场原子电离过程中,库仑势对光电子横向动量分布的影响.通过深入考察强场物理过程的三步模型并且结合所研究问题的特点,使用一种新的简化强场轨道概念,发展了一个解析的(隐式)包含库仑效应的电子运动模型.进而使用此模型研究了光电子横向动量分布在库仑势和激光场联合作用下的演化.研究发现,横向动量分布在库仑势的作用下与初始高斯分布相比非常明显地变窄.深入研究解析(隐式)模型发现,库仑势的作用导致电子横向动量在一类特殊的电子轨道附近发生聚集,这对应隧穿电子的偏折函数(Deflection Function)中存在的一种鞍点结构,这种结构对应着最终电子横向动量分布上奇异结构的出现,即尖峰结构.从物理过程中来说,当隧穿电子返回原子核附近时,鞍点附近的轨道会受到原子核的吸引作用对其横向动量进行补偿使得其向鞍点对应值靠拢,因而最后在动量分布中形成尖峰结构.这里的研究将有助于对强场过程中库仑势的影响进行一定的操控.     

激光场中He+离子的电离行为

本文主要讨论了单色激光场中激光强度和频率对He 离子电离的影响 .利用短时指数传播子对称分割法和快速傅立叶变换技术 ,数值求解了一维的含时Schr dinger方程 .结果表明 :激光强度对于电离的变化起到了决定性的作用 ,随着激光强度和波长的变大 ,增强电离现象越来越明显 ,电离率不断变大 ,但是大到一定的值时 ,电离达到饱和 .我们采用准静电场电离模型合理解释了这些现象。