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.     

强激光场中涡旋电子的动力学过程

研究了携带固有轨道角动量的强涡旋电子在强激光中的动力学过程.利用相对论拉莫进动方程和自旋进动方程(T-BMT)方程,研究了涡旋电子的内禀轨道角动量和自旋角动量在啁啾激光场中的演化规律.由于啁啾激光脉冲的不对称性,初始静止的涡旋电子在啁啾脉冲的作用下获得了MeV的加速,并实现了自旋和固有轨道角动量的纵向旋转.因此,通过调控啁啾激光的啁啾参数可以获得具有任意角动量方向的相对论涡旋电子.此外,在FoldyWouthuysen表象中,强涡旋电子的运动受到类Stern-Gerlach力的显著影响,从而偏离散射平面.这一现象揭示了轨道角动量和电磁场的相互作用及其与电子动量之间的内在关联,并为控制相对论电子的运动提供了一种全新的手段.     

量子关联的绝热操控和退相干动力学

在电磁诱导光透明机制下,通过绝热操控驱动场,运用Quantum Discord (QD)度量理论,研究了系综内两原子之间量子关联的生成.理论表明量子关联依赖于不同的激发模式、光子数n、系综内的原子个数N以及驱动场频率.在满激发和半激发模式下,通过调节驱动场系综能够生成最好的量子关联.考虑退相干后,我们研究了量子关联在3种退相干渠道下的动力学,发现量子关联始终不会出现突然死亡的现象.进一步比较了不同激发模式生成的量子关联在3种退相干渠道下的存活能力.通过满激发模式小混合角生成的量子关联,在振幅阻尼渠道下有较强的存活能力;而对于大混合角生成的量子关联,则在相位阻尼渠道下有较强的存活能力.通过半激发模式生成的量子关联,对于任意的混合角,在振幅阻尼渠道有较强的存活能力,但是,当混合角增加到临界值时,量子关联在相位阻尼渠道和退极化渠道下的存活能力将出现翻转,这个角度临界值随着原子个数的增加向π/2靠近.通过低激发模式生成的量子关联,在振幅阻尼渠道下有较强的存活能力,在相位阻尼渠道下次之,而在退极化渠道下最弱.     

强激光场中一维H2的经典动力学理论

利用经典理论采用辛算法计算了一维氢分子在超短强激光脉冲作用下的存活、电离、解离和库仑爆炸的动力学行为．研究了在相同波长、不同场强和相同场强、不同波长的动力学几率随时间演化曲线,分析了场强和波长的变化对氢分子动力学行为的影响,并给出了合理的物理解释．     

强激光场中N2分子的动力学性质的辛算法研究

采用分子动力学方法研究了N2分子在强激光场作用下的经典轨迹,并应用了现在较优越的数值方法——辛算法来求解方程,这使计算结果更加令人信服.通过对强激光场作用下N2分子的研究,我们得到了在极端条件下同核双原子分子的动力学特点.     

外场操控单分子的电子转移动力学特性

研究单分子的电子转移动力学特性并进行可靠的量子操控是应用单分子于量子信息领域的先决条件.利用电场改变单分子与周围电子受体之间的库仑势垒,操控PMMA聚合物薄膜中的染料SR单分子的电子转移,发现分子荧光对电场响应存在增强效应.将电流引入染料SR单分子/ITO半导体纳米粒子系统中,观察到了电流操控下的单分子荧光强度熄灭效应,电子转移率达到91％.     

准一维强关联模型的电子结构

从一维t-J模型出发,应用电荷自由度和自旋自由度相分离的费密子-自旋理论,研究了电子谱函数、准粒子色散关系和态密度,并着重讨论了空穴掺杂铜氧化物电子谱中低能准粒子峰的行为.结果表明,电子谱函数中的低能峰在所有动量点上都十分明显,随动量改变,峰的位置也发生改变,产生了随动量的色散,形成的能带的带宽能量尺度由磁相互作用的量级J来控制;在准一维强关联模型中也存在绝缘体-金属转变,随着掺杂的增加,化学势逐渐向下Hubbard带上端移动,输运性质增强;电子谱和准粒子色散的反常行为源于系统中存在的强关联相互作用,是电荷自由度和自旋自由度相分离的自然结果.     

基于强激光场与固体靶相互作用的等离子体光栅产生新机制研究

等离子体光栅由于不存在电磁场击穿效应,因此在强场物理研究中有着重要的应用.通过粒子(particle-in-cell, PIC)模拟的方法,利用皮秒强激光脉冲(激光场强度I的数量级约为10¹⁵W/cm²)与超临界密度固体靶(粒子数密度n≈10nc)相互作用,发现了一种等离子体数密度光栅产生的新机制.研究表明,这种新型等离子体光栅来源于强激光在固体靶中激发的等离子体波的干涉.因此只需要单束激光就可以激发产生,其持续时间可达数皮秒量级.该光栅具有纳米尺度的空间周期,相比于传统的通过两束激光在稀薄等离子体中干涉产生的激光波长尺度(微米)的等离子体光栅,这一发现对于x波段的强光操控有着潜在的应用价值.     

高频强激光场中氢原子基态电离特性研究

本文采用相空间平均法详细研究了氢原子H的基态(1s)在外加高频强激光脉冲作用下的电离率及光电子角分布情况.侧重探讨了激光频率、偏振、脉冲长度和位相对原子电离的影响.研究发现,对超短脉冲,电离对激光场的位相非常敏感.根据激光脉冲上升沿和下降沿陡峭程度,提出了"位相模糊区"的概念,对基态氢原子电离特性的位相依赖给予了很好的区分和解释.     

在强光场中低能电子的动力学

在量子场论框架和非相对论近似下,给出电子场和光子场相互作用时整个系统的哈密顿量Ｈｔｏｔ,研究在强光场中非线性项即Ａ＾２项的贡献,电子系统用Ｆｅｒｍｉ－Ｄｉｒａｃ统计的Ｓｃｈｒｏｅｄｉｎｇｅｒ最子波场描述。采用“自治平均场”和“有效质量”近似,并基于相干态方法,得到电子波－光量子场算子函数的ＬＬＰ表式ｆ（ｂ＾＋）,并导出了有关理论计算公式,其中包括电子能量Ｅｋ和波场参量βｗ的表达式,据此可进一步计算     

强激光场中高次谐波研究内容及进展

介绍强场高次谐波的概念和产生过程及研究进展,说明强场高次谐波是获得更短波长射线的主要手段之一.     

激光场中的电子—氢原子散射

一、引言由于各种实际应用的需要,随着激光技术的发展,在激光场中的带电粒子的散射日益引起人们的注意。N.M.Kroll及K.M.Watson(1973),用Born近似研究了强电磁场中无结构带电粒子势散射,给出了在偶极近似下的一个方便的近似处理方法。导出了存在外电磁场情况下的Born近似势散射振幅。他们指出,在一定条件下存在外电磁场的势散射截面与无外场时的势散射截面之间存在简单的关系。众所周知,程函近似研究散射问题,在高、     

激光场中电子-原子散射

激光场中电子-原子散射,是随着激光技术的发展于70年代兴起的原子碰撞研究的新领域.对该问题的研究有助于了解大气物理学、天体物理学、等离子体物理学、激光物理及化学等领域的许多现象(如等离子体的激光加热、太阳大气层的红外不透明性以及星体内部的一些物理变化过程等).     

强激光场高次谐波的二级级原子理论

利用二能级原子模型,通过直接求解含时薛定谔方程得到了强激光场中的高次谐波,和实验中观察到的谐波相似,并用这种模型研究了激光强度,激光频率以及介质的电离能等因素对高次谐波的影响。     

强激光场中分子的多光子离解

一、红外多光子吸收现象激光的发明为许多新学科的发展开辟了广阔的前景,激光化学正是激光用于化学反应研究产生的一门崭新的学科。激光具有强度高,单色性好的特点,特别是六十年代中期可调谐激光器的出现,为研究定向化学反应提供了强有力的手段。人们选择适当的激     

强脉冲激光场产生的局部时空弯曲

运用广义相对论中的线性化爱因斯坦方程、克里斯托菲尔联络、电磁场能量动量张量等对最基本且最常用的激光模式：厄米特－高斯（0，0）模线偏振强脉冲激光所产生的局部时空弯曲进行了研究，算出了有关的物理量。在计算过程中，做了某些合理的近似。     

非线性激光场中电子与氦原子的散射研究

应用玻恩近似理论,在一种特殊的散射模式(非线性激光场的波矢k垂直于散射平面,极化方向x^,y^互相垂直且都垂直于k)下,利用静电屏蔽的Yukawa势,计算了非线性激光场中氦原子被电子散射的微分散射截面.从计算结果中可以看出,频率参数p和交换光子数的不同对微分散射截面的变化趋势影响较大.这也间接说明了这些散射过程中原子亚稳态俘获现象的存在.     

相对论性电子与强场作用的非线性理论

研究了相对论性电子在强激光场中的非线性康普顿散射,进而导出散射光子频率的表达式.结果表明:当散射角为0时,电子仅仅充当了“耦合器”的作用,并存在n倍频效应.当散射角为π时,若电子和光子对撞,散射光子的频率随电子吸收光子数n的增大而增大,随激光场强度增强而减小;若光子追上电子而发生碰撞且散射光子被反弹时,可实现激光场对电子的有效加速.     

基于超声悬浮的液滴非接触操控及其动力学

超声悬浮是利用超声波的非线性效应产生声辐射力实现物体悬浮的独特技术.由于避免了与固体表面的接触,声悬浮技术特别适用于对液体样品的无容器操纵,被广泛应用于液滴动力学研究以及基于液滴的微生化反应与分析.本文简要介绍了声悬浮的基本原理和主要技术,综述了声悬浮液滴动力学的研究现状,包括液滴的平衡形状、振荡、失稳以及内外部流动,讨论了利用声悬浮技术对液滴进行操纵的若干方法.本文还总结了声悬浮技术的主要应用,提出了声悬浮的若干未来研究方向.     

NaI分子在强场作用下的非绝热动力学研究

利用含时量子波包法研究了NaI分子在飞秒激光脉冲场作用下运动到势能面交叉区域的非绝热动力学以及泵浦-探测光电离动力学。根据动力学反射原理,得到了NaI分子在非绝热交叉区域的波包动力学与泵浦-探测光电子能谱之间的对应关系。研究结果给出了NaI分子在强场作用下的非绝热特性。