椭圆偏振强激光场中库仑散射对原子单电离的影响

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。     

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.     

飞秒强激光作用下Ar原子团簇库仑爆产生的离子能谱

研究了Ar原子团簇在飞秒强激光作用下的电离机制,考虑了团簇经过库仑爆炸过程和流体力学膨胀过程两种膨胀机制情况下,对离子能谱进行了计算.计算结果与实验结果基本符合,能够很好地解释离子高能端特征,对低能端的能谱也进行了分析.     

类硼离子C~(1+)的电子碰撞电离──单通道截面的共振增加

使用R-矩阵方法，在库仑-玻恩非交换近似下采用三态密耦图像，计算了类硼离子C1+的电子碰撞电离截面，给出了总的能量微分截面及分波能量微分截面．计算结果揭示了明显的Rydberg系列共振，并指出共振对截面的贡献大于直接电离过程对截面的贡献，这与Chidichimo的结论相一致．     

120keVH^＋离子注入C60薄膜中的辐照效应

研究高能离子与C60晶体相互作用，是认识高能离子与凝聚态物理相互作基本规律和开发应用C60分子材料的基础，对实现C60分子掺杂以及这种材料开发应用都具有十分重要的意义，利用120keVH^ 离子注入C60薄膜，系统研究不同注入剂量对C60薄膜结构的影响，用Raman散射技术分析了H^ 离子在C60薄膜中引起的辐射效应，分析结果表明，H^ 离子辐照会影响C60薄膜结构，使C60薄膜产生聚合和薄膜非晶碳化现象，上述现象产生与辐照注入离子的辐射剂量有关，在整个辐照过程中电子能损起主导作用，电子能损有明显的退火效应，致使C60由晶态向非晶态转变过程中，经历了一个石墨化的中间过程，即晶态C60分子→石墨化→非晶碳这一过程。     

类锂离子C~（3＋）的电子碰撞电离

采用扭曲库仑波函数描述碰撞电子，用Ｒ－矩阵密耦波函数处理被电离电子与剩余离子构成的系统初末态，在库仑－玻恩各级近似下计算类理离子Ｃ￣（３＋）的电子碰撞电离截面及相应速率系数。所得结果与Ｊａｋｕｂｏｗｉｃｚ的结果相一致。     

亚稳态离子的电子碰撞电离截面

利用扭曲波玻恩交换近似方法计算了类氖Ｓｉ＾４＋离子的基态和亚稳态的电子碰撞直接电离截面和激发自电离截面，通过比较，指出了亚稳态离子电离贡献的重要性；在考虑亚稳态离子贡献的情况下，对最近首次给出的Ｓｉ＾４＋离子的电子碰撞电离实验结果给出了合理的解释。     

CdTe:Fe2+中远红外光谱的动态阳-泰勒效应

用一个基于线性阳泰勒效应的理论计算来处理Fe2 离子在CdTe中的远红外光谱;;并且考虑了来自配体Te的自旋轨道耦合对远红外光谱的贡献.计算结果不仅与远红外光谱的实验符合;;还与中子散射数据符合.最近研究中发现的CdTe:Fe2 中配体Te自旋轨道耦合的重要贡献在此得到证实.     

少周期飞秒激光场下Ne原子的非顺序双电离

本文实验测量了少周期飞秒激光场下惰性气体Ne原子非顺序双电离引起的Ne~(2+)离子动量分布,发现该分布强烈依赖于激光场的载波-包络相位(Carrier-Envelope Phase,CEP),在某些CEP条件下呈现出明显不对称的双峰结构.半经典理论计算可以定性地重现实验结果.理论分析表明,二价离子的不对称动量分布来自于非顺序双电离过程中碰撞直接电离(Recollision-Impact-Ionization,RII)与碰撞-激发电离(Recollision-Excitation and Subsequent Ionization,RESI)两个通道的贡献,其中不对称双峰结构来自于RII通道,而RESI通道影响的是低动量部分,导致双峰结构变平.RII通道中产生的Ne~(2+)离子动量分布对CEP有较强的依赖性,而RESI通道中Ne~(2+)离子动量分布随CEP的变化不明显.进一步的计算表明,离子实库仑势在非顺序双电离过程中起到非常重要的作用,它将引起RESI通道产量增大.     

基态氢原子的光电离截面

考虑末态电子与靶离子间的相互作用，作库仑波近似，导出了氢原子光电效应散射截面的解析形式。得出在低能特别是接近阈值时，末态相互作用对光电离截面起决定作用的结论。     

束流模型的可能的观测检验

双瓣结构是河外射电源的一种很重要的结构形式,说明双瓣结构的物理模型现有好几种,如何从观测上对这些模型进行检验是一个很重要的课题。本文就束流模型探讨了从观测上进行捡验的可能性,在束流模型的基础上,我们讨论了束中高能电子与宇宙背景光子产生的逆康普顿散射和束中高能电子与子源射电光子产生的逆康普顿散射,并导出了计算这些散射的公式。计算结果表明:这些辐射位于X射线波段,有强的方向性——在束流方向附近,强度在X射线探测器的灵敏度之上。因此,我们提出对某些复杂源进行X射线探测可能是检验束流模型的一种有效方法。本文是借用射电源CygA的参数作上述强度估计的。     

TeV耀变体的高能伽玛射线辐射研究

基于双幂率电子谱,考虑了源内极端相对论性电子的逆康普顿散射过程和源外极端相对论性质子与背景光子相互作用(pγ相互作用)对高能伽玛射线辐射能谱的贡献。结合Fermi-LAT最新的观测结果,假定一个合理的电子谱和质子谱,将模型应用于TeV耀变体PKS 2155-304宁静态下的多波段辐射能谱。研究结果表明,上述过程能产生PKS 2155-304宁静态下的多波段辐射能谱,且pγ相互作用产生的次级辐射对高能伽玛射线能谱有明显的贡献。     

基于类共振增强的分子结构成像

阈上电离是强激光场与原子分子相互作用的基本现象之一。由于电离光电子携带了分子的信息,因此可以利用阈上电离对分子结构成像。类共振增强现象是一种新奇的高阶阈上电离现象,其对分子结构十分敏感,文章提出了一种利用类共振增强现象来提取分子结构信息的方法。基本思路是:首先得到类共振增强对应光强下,固定取向的分子以及对应的伴随原子的光电子能谱;其次将分子与原子能谱进行对比从而得到类共振增强区域的干涉结构,进而提取出分子的结构信息。利用S矩阵方法对上述方案进行了理论验证。计算了不同分子取向下N2以及其伴随原子Ar的高阶阈上电离能谱。分子与其伴随原子间的电离率比值在类共振增强区域会出现周期性的干涉结构,从而能够提取到分子的结构信息。     

氯化胆碱离子对几何及电子结构的量子化学研究?

采用密度泛函理论方法,在B3LYP/6—31G(d,p)水平上研究氯化胆碱离子对的几何与电子结构。共有四种稳定离子对构型被发现。在稳定离子对结构中,Cl-离子倾向与阳离子形成多重稳定氢键。阴阳离子间的氢键相互作用主要通过Cl-离子的LPCl轨道和阳离子的σ*C-H,或σ*O-H轨道间的相互作用完成。研究发现这种σ相互作用很弱,由此判断阴阳离子间大的相互作用能并不是单纯的氢键作用能,还包含阴阳离子间静电作用能的贡献;而且是主要贡献。阴阳离子间大的相互作用能还为氯化胆碱的高熔点提供了解释。     

磁场中里德堡铯原子的散射矩阵理论研究

基于闭合轨道理论,结合不含时散射矩阵理论和量子亏损理论方法,计算了强外磁场中碱金属里德堡铯原子在第二电离阈附近几个不同标度能量下的回归谱．结果表明回归谱中新的尖峰是由于实散射产生组合闭合轨道引起的,进一步证明了实散射的重要性．该方法对长程和短程区分别使用了两个不同的散射矩阵来描述电子的里德堡态,其突出特点是求和的结果可以解析形式给出,其中包括了所有阶的实散射贡献,从而保证了回归谱的收敛性和计算精度．通过不同标度能量下结果的比较可以看出标度能量敏感地影响着回归谱的复杂程度,随着标度能量的增加,回归谱结构逐渐由简单变复杂,动力学性质也逐渐由规则变为混沌．通过与相同条件下Dando方法的比较说明了两种方法存在一定异同,并解释了该方法的可行性．     

类钠铜、硒和锝离子电子碰撞直接和非直接电离速率系数

本文在Z标度类氢模型算法下,采用库仑-玻恩交换近似和改善的屏蔽常数定义,计算了类钠铜离子和类钠水窗两端的硒和锝离子的内外壳层电子的电子碰撞直接电离和非直接激发自电离的速率系数和截面.     

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。     

氮气直流辉光放电阴极鞘层区电子行为的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟对氮气直流辉光放电等电子体阴极鞘层区内电子的输运过程进行了研究,计算了阴极鞘层中电子的能量及角分布的空间变化.模拟讨论了电子密度和电子平均能量在鞘层的轴向分布规律.结果表明:在鞘层电子主要以高能束的形式朝前散射,电子在输运过程中表现出的这一特征依赖于放电条件,电子碰撞电离和离解电离产生的次电子在鞘层边界附近迅速倍增.模拟结果为分子气体辉光放电等离子体过程的机理的认识提供了参考依据.     

用微扰法计算氢原子能级的精细结构

<正> 自旋轨道耦合及相对论效应对氢原子能级的修正通常叫做精细结构。自旋轨道耦合能是考虑了电子与质子间的相对运动及电子自旋而产生的附加能量。相对论效应是指电子动能的相对论修正。一、自旋轨道耦合能在只考虑库仑相互作用的情况下,氢原子的电子与质子之间的相互作用能是     

强场和原子分子物理专题·编者按

<正>随着啁啾激光放大技术及其相关研究的进展,人们在实验室中可以获得场强达到或者大于1014W/cm2、脉冲宽度小于100fs的激光脉冲.经过适当的压缩和参量转换过程,人们甚至可以获得脉冲宽度小于100as的光脉冲.原子分子体系在这样的光场作用下,表现出众多新奇的物理现象,包括多光子阈上电离、强场隧穿电离、越垒电离、相干高次谐波辐射、相干太赫兹辐射、分子阈上解离、分子键软化和硬化、分子库仑爆炸、阿秒瞬态吸收等.因为这类光场的电场强度可以和氢原子基态中电子感受到的原子核电场强度相当或者更大,脉