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．     

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.     

等电子谱线法诊断等离子体电子温度实验研究

在"星光Ⅱ”激光装置上对Mg/Al混合材料平面靶和Mg/Al示踪层金盘靶进行三倍频激光打靶实验,用平面晶体谱仪测量靶材料发射的X光光谱,获取了示踪离子谱线实验数据.采用多组态Dirac-Fock方法计算所需原子参数,并在局域热动平衡条件下建立了双示踪离子谱线强度比随电子温度变化关系.在此基础上由双示踪元素等电子谱线法确定了Mg/Al混合材料平面靶及金盘靶激光等离子体的电子温度.     

C2F6分子里德堡跃迁的绝对广义振子强度测量

C2F6是一种人造气体,它在半导体工业中有着非常广泛的应用.由于它的分解率极低,所以很难把它从环境中排除掉,对温室效应的影响比较显著.采用光吸收技术和电子散射方法已对C2F6分子的电子结构进行了研究.然而,迄今为止,尚没有关于该分子的绝对广义振子强度实验测量.Lassettre及其合作者首先采用角分辨的电子能量损失谱技术用于精确的偶极振子强度测量,角分辨的电子能量损失谱仪的原理和实验方法已在其他文中作了详细的介绍[1].通过采用Bethe求和规则可独立地对任意动量转移下的广义阵子强度进行绝对定标,本次实验中谱仪的能量分辨率为0.8e…     

激光诱导双原子分子荧光激发谱结构的分析方法

本文从光谱基本理论出发,分析了双原子分子电子振转能级结构和电子振转光谱结构的规律,得到了分析激光诱导激发谱结构和由实验测定的光谱计算分子常数的方法.     

氦原子电子激发跃迁的绝对广义振子强度测量

在2．5keV碰撞能量下，采用改进后的高能量角分辨的电子能量损失谱仪，我们测量了作为能量损失E和动量转移K函数的氮原子1s1s→1s2s，1s1s→1s2p电子激发跃迁的绝对广义振子强度(GOSs)，GOS实验数据同Kim及Inokuti的基于第一玻恩近似的理论计算符合得非常好．     

α粒子被金原子散射的束缚态理论研究

双缝衍射是量子力学的一个核心问题,它代表了量子力学的一个关键特征:微观粒子波动性和粒子性的关系.粒子性与波动性具有互补性,微观粒子能表现出粒子性,也能表现出波动性,但不能同时表现出以上两种特性,例如在电子双缝干涉实验中测量衍射电子的路径,干涉条纹就会消失.本研究中,我们建立了一种α粒子被两个金原子散射的模型,基于量子力...     

离子与原子碰撞多体动力学过程成像研究

分析了反冲离子动量谱仪的成像原理,较详细地讨论了成像探测器技术、反冲离子和电子飞行时间谱仪、超声气体装置和均匀约束磁场等技术的要求和特点,介绍了在中国科学院近代物理研究所ECR离子源原子物理束流线上建造的反冲离子动量成像谱仪．给出了在该谱仪上首次实验测量的部分结果,得到了30keV He^2＋离子与He原子碰撞反应中单电子俘获的末态分布截面,发现在本实验能区,单电子俘获到第一激发态是主要反应道;测量到的角微分截面结果表明,基态电子俘获发生在大碰撞参数,激发态单电子俘获主要发生在小碰撞参数的情况下;这些结果是由亚飞秒碰撞过程成像技术取得的．最后讨论了反应成像谱仪在其他领域中的潜在应用前景．     

阿秒科学前沿开拓与强场量子相干控制研究

该研究产生更短脉宽、更高光子能量与更高亮度的阿秒相干光源以及原子分子中阿秒电子波包的探测和控制,预期目标主要包括:(1)实现亚飞秒时间尺度和原子级空间尺度内实时观测和控制电子动力学行为;(2)在多电子弛豫过程中,电子重排、电子-电子碰撞动力学等多电子复杂动力学研究中取得若干突破;(3)揭示有重要意义的化学反应的电子动力学物理本质。探索阿秒脉冲作用下物质的电子动力学新规律及其应用。开展中红外激光与气体介质相互作用产生高次谐波的实验和理论研究,采用双色场方法获得高次谐波连续谱,为进一步将阿秒脉冲宽度测量和光子能量推进到"水窗"做准备。从理论上深入了解分子结构和反应通道和分子高次谐波之间的联系,以及和激光参数之间的关系,为实验研究做准备。获得了一些系列研究成果,包括发现太赫兹辐射波形可以通过改变驱动激光脉冲的CEP而实现控制,在光丝等离子体中太赫兹辐射发生极性反转,利用周期量级极端超快激光脉冲光场自身的不对称性获得增强的太赫兹辐射;发现基于独立电子近似的遂穿模型不能解释次序双电离中的许多现象等。     

封闭式出现电势谱仪及其应用

一、引言七十年代期间,由于表面科学迅速发展的需要,研究固体表面组分、表面结构或表面原子的电子结构的各种谱仪不断出现.软X射线出现电势谱(SXAPS)就是其中之一.在出现电势谱仪中,用一定能量的电子轰击固体(靶)表面,然后用光电法测定所产生的软X射线强度与轰击电子能量之间的关系.大家知道,在这种软X射线中包含着     

激光产生的硅等离子体辐射动力学特性研究

本文从实验和理论两方面系统研究了真空环境中激光产生的硅等离子体的辐射动力学特性.实验上利用时间-空间分辨的激光等离子体发射光谱技术,测量了激光产生的硅等离子体极真空紫外波段的光谱,并对光谱进行了分析指认.为了进一步研究实验光谱的时空演化特性,提出了一种简化的基于流体动力学和辐射输运方程的等离子体辐射动力学模型,利用该模型研究了激光产生的等离子体的辐射特性和动力学演化行为,并对实验观测到的时空分辨光谱进行了模拟,详细分析了等离子体的温度、密度和离子布居的时空演化特性.研究结果表明,本文提出的模型能够较好地反映激光等离子体的动力学演化过程以及辐射光谱的特征,可以作为一种有效的激光等离子体诊断工具.     

纳米分子器件电子输运性质的理论研究

随着分子器件的测量和制备技术不断突破,揭示电子输运机制的理论也得到了很大的发展。本文将纳米分子器件的电极和分子本体作为一个系统,考虑入射电子在原子电极和分子本体中的传导,根据量子理论,得出了系统的电流密度函数模型。这一理论模型把3个区域上的不同量子态完整地表达在一个方程里,符合物理学基本原理,可以系统地用来研究纳米分子器件的电子输运特性。     

利用三维光晶格技术实现铯原子冷却的实验研究

激光冷却原子是超冷原子分子物理实验的基础,在精密测量、量子模拟等研究中具有重要的意义.为了获得温度更低,密度更高的超冷铯原子样品作为制备超冷基态铯分子的起点,本文实验展示了一种利用三维光晶格装载实现超冷铯原子温度进一步降低的方法,有效克服了磁光阱中超冷原子辐射光子自吸收引起的加热问题.在标准的磁光阱系统中获得超冷铯原子的基础上,利用压缩磁光阱技术提高超冷铯原子的密度.通过四束激光构建三维光晶格,实现超冷铯原子的高效装载,采用飞行时间法测量了原子的温度,观察到温度由~6 0.0μK降低至~1 1.6μK的冷却结果.同时研究了光晶格激光的频率与原子装载数目的关系,发现在负失谐1 5.5GHz时光晶格装载效率最高.同时,本文研究了利用光晶格减小超冷原子辐射光子自吸收引起的加热问题,对于进一步降低铯原子温度的研究具有深远的意义.     

太原地区青年科技创新拔尖人才

肖连团XIAOLIANTUAN现任山西大学物理电子工程学院激光光谱研究室副主任,博士,教授。主要从事激光光谱研究。近年来主持完成了国家自然科学基金项目,山西省自然科学基金项目,太原市科技启明星计划项目,其中“碱金属原子分子高激发态非线性光谱特性研究”获山西省科学技术进步二等奖,     

激光诱导Ni等离子体电子温度、电子密度的空间演化特性研究

在350-600nm波长范围内测定了激光烧蚀Ni等离子体中Ni原子的空间分辨发射光谱.由发射光谱线的强度和STARK展宽分别计算了等离子体电子温度和电子密度,并由实验结果讨论了激光等离子体的空间演化特性.     

非正交轴系激光全站仪坐标测量技术

针对大尺寸空间坐标测量应用,提出了一种基于非正交轴系架构的新型坐标测量系统解决方案.该测量系统由两个一维旋转台和一个激光测距仪组成,功能上与传统全站仪相同,但结构上却无传统三轴系的正交要求.相对传统全站仪而言,新的非正交轴系激光全站仪明显降低了在仪器设计、材料选择、制造加工以及装配维护等方面的要求.进一步,研究了非正交轴系全站仪架构组成,推导了其数学模型,并进行了误差分析.最后,基于卓立汉光RAK100型转台和LeicaDISTOD110激光测距模块构建了非正交轴系激光全站仪,并与激光跟踪仪进行了对比测量实验验证.实验结果表明,在12,m测量距离内,该新型测量系统可以实现毫米级的测量精度,满足了诸如桥梁、隧道、建筑等大尺寸空间、对象的测量应用需求.     

氮分子对激发态氩原子的淬灭效应

在利用发射光谱方法进行电子激发温度测量中,由于N2分子对掺杂原子的淬灭作用,使得计算结果与实际结论有所区别,所以,有必要研究这种淬灭作用,以修正淬灭影响.本文采用发射光谱方法,在标准大气压下,对N2/Ar混合气体负脉冲流光放电激励下氮分子对激发态氩原子的淬灭过程进行了实验研究.其淬灭机理就是处于激发电子态的氩原子与基态...     

激光诱导热助振动荧光光谱及其应用

基于分子激发态振动能级之间粒子碰撞能量弛豫过程理论,提出利用激光诱导分子热助振动荧光光谱实现瞬态燃烧温度测量新技术,从理论上建立了描述分子激发态振动能级粒子碰撞能量弛豫模型的速率方程组。以BaCl分子为对象,研究了激光诱导热助振动荧光的特性,通过选择以517nm波长激发Bacl C~2π_(1/2)(V′=1)(?)X~2∑(v″=0)能级跃迁,实验测量了液化石油气/空气的轴对称预混层流火焰温度,测得焰锥顶部附近的温度为1792±30K。     

楔条型位置灵敏探测器的特性

为提高电子动量谱仪的效率 ,研究了大面积楔条型阳极位置灵敏探测器的位置成像和时间特性 ,并和其他类型的位置灵敏探测器进行了比较。给出了为电子动量谱仪设计的基于微通道板的位置灵敏探测器的结构 ,测试了探测器的位置成像性能 ,提出了一种从后一级微通道板出射面引出快信号的新方案 ,得到了在 4 0 m m灵敏范围内位置分辨率为12 1μm和对 (e,2 e)事件符合时间谱的时间分辨率为 4 .3ns。该楔条型阳极位置灵敏探测器可以很好地满足电子动量谱仪对电子的位置和时间的测量要     

一个用原子激光测量引力场微小变化的实验设计

利用原子激光良好的相干性,以及在引力场中会发生相位变化的特点,设计一个能够测量引力场微小变化的实验方案.