飞秒激光分子结构成像

飞秒激光具有超短的脉冲宽度和超强的峰值功率,它在科学研究中的广泛应用极大地提高了人类认识物质世界的能力.本文介绍我们基于飞秒强激光作用下分子的隧道电离和库仑爆炸,在分子轨道和分子构型成像方面的研究进展.     

飞秒强激光场下分子的场致电离和库仑爆炸

利用飞行时间质谱仪和飞秒激光放大系统,对分子在飞秒强激光脉冲作用下的场致电离和库仑爆炸过程进行了研究.在飞行时间质谱中,原子离子的谱峰分裂标志着这些原子离子来源于高价母体离子的库仑爆炸.通过对不同结构的分子在飞秒强激光下的库仑爆炸研究,发现这些分子离子的爆炸是一个协同过程.母体离子的角分布呈现了高度的各向同性,而原子离子则呈现了高度的各向异性分布.这说明分子在飞秒激光场中发生了空间准直和重新定位.     

飞秒激光对酮类分子的作用

由于飞秒激光具有超快的特点。所以它对酮类分子的作用具有与纳秒激光不同的过程。本文简要叙述激光的发展及其对酮类分子的作用。     

纳秒激光电离团簇的飞行时间质谱峰形模拟

以苯等物质的电离为例,运用苯飞行时间质谱峰形模拟程序,通过对离子的峰形分析,获得了离子产生时的初始速度和空间位置分布,进而推断离子产生的来源.模拟了苯库仑爆炸的动态模型.     

强激光场中氘团簇引发核聚变的复合膨胀机制

在超强飞秒激光与氘团簇的相互作用中,分析了可以引发核聚变的高能氘核产生的原因,提出了团簇复合膨胀的机制,计算了氘核动能及团簇解体的时间,为选取合适的激光脉冲宽度参数提供参考。     

强场原子分子物理实验研究中的符合测量技术及其应用

飞秒激光具有超短的脉冲宽度和超强的峰值功率,已经成为测量和操控原子分子超快动力学行为的重要工具．但是强激光场下,原子分子行为非常复杂,多个反应通道纠缠在一起．全微分符合测量技术能够提供特定反应通道精确的动力学数据,推动了强场原子分子物理研究的快速发展．本文结合北京大学新建的冷靶反冲离子动量谱仪,介绍全微分符合测量技术在强场原子分子物理实验研究中的重要应用以及在强场原子分子物理实验研究方面取得的一些重要进展．     

飞秒强激光场下氮气分子库仑爆炸的研究

为进一步探究飞秒激光场下氮气分子库仑爆炸的作用机制,搭建高时间分辨的实验平台,利用高速数据采集系统实现数据的获取,采用协方差地图法并结合强激光与气体相互作用的物理规律,进行结果论证和数据分析。实验确定了氮气分子库仑爆炸的反应道,测算了不同反应道的动能释放量。     

强激光场中不同尺寸原子团簇的电离和光辐射

通过数值求解一维含时薛定谔方程 ,研究了在强激光场中原子及不同尺寸原子团簇的电离几率和光辐射现象。结果表明 ,当外场强度相同时 ,小尺寸原子团簇电离几率小于原子的电离几率 ,可以产生高频率的高次谐波。当原子团簇尺寸较大时 ,其电离几率大于原子的电离几率 ,原子团簇越大 ,电离几率也越大 ,大尺寸原子团簇更易吸收外场能量。     

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.