导读:本文包含了原子电离论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:强激光场,电离几率,阈上电离,分子准直
原子电离论文文献综述
孙仁平[1]（2019）在《强激光场中准直双原子分子的电离动力学研究》一文中研究指出随着超快激光技术的发展,光与物质的相互作用研究进入到一个全新的领域:强场物理。在强场物理中,原子分子与激光场的相互作用表现出一系列有趣的超快非线性物理现象,如阈上电离、非顺序双电离、高次谐波产生等。基于这些超快现象,人们得以在亚埃空间和亚飞秒时间尺度上对原子分子结构与动力学过程进行成像。强场电离是强场物理中最基本的物理过程之一,它是理解复杂原子分子超快现象的基础,同时也是原子分子结构超快成像的重要基石。本论文利用飞行时间谱仪(TOF)和冷靶反冲离子动量谱仪(COLTRIMS)等实验装置,并结合理论模型,分别从实验和理论上研究了原子分子(特别是准直双原子分子)的强场电离动力学,主要研究内容和创新性成果如下:1、中红外波段椭圆偏振激光场中的原子电离研究。理解简单的原子电离行为是研究复杂的分子电离动力学的基础,因此我们首先开展了惰性气体原子在强激光场中的单电离研究。我们测量了2000 nm波长下椭偏光中的单电离离子产量随椭偏率的变化并与叁种理论模型(Ammosov-Delone-Krainov(ADK),强场近似(strong-field approximation,SFA)和Coulomb-Volkov distorted-wave approximation(CVA)模型)作对比。我们发现,与800 nm波长下的结果相比,在2000 nm波长下,SFA与ADK的计算结果更加趋于一致,这表明非绝热效应对电离几率的影响在长波长下可以忽略。同时发现,相比于SFA的计算结果,CVA的计算结果在2000 nm和800 nm波长下都与实验结果在定量上更加吻合,这表明库仑势对强场原子电离几率有重要的影响。2、强激光场中准直氮分子的高阶阈上电离研究。我们测量了准直双原子分子的二维光电子动量谱,发现随准直角度变化的高能光电子谱展现出一个明显的峡谷状干涉结构。分子强场近似理论定性的重复了实验结果,通过简单的半经典分析,我们发现峡谷状结构是由重散射电子的双中心干涉相消导致的。基于这种重散射电子的双中心干涉,我们首次在实验上演示了一种可以用于提取分子核间距的层析成像新方法。3、强激光场中准直氮分子的低能扇状结构研究。我们在实验上测量了准直N2分子的低能光电子动量分布,并关注其电离阈值附近出现的低能扇状结构。我们观察到扇形结构中的条纹幅度以及条纹的最大幅度分布范围在不同准直角度下出现明显的变化。分子量子轨道强场近似理论很好的重复了实验结果,细致的理论分析发现不同准直角度下条纹的变化与N2分子的sp轨道杂化以及其轨道成份之间的相对相位密切相关。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)》期刊2019-06-01）
辛培培[2]（2019）在《飞秒强激光场中原子的里德堡激发及电离动力学研究》一文中研究指出激光技术的发展极大地推动了现代物理学的进步,特别是飞秒强激光脉冲的出现使得人们能够在极端条件下研究物质的微观结构和原子及其内部电子的动力学性质。近年来,人们在实验上观测到了一系列新奇的非线性物理现象,如阈上/高阶阈上电离、非顺序双电离、高次谐波产生等,其中强场里德堡态激发作为一种新的强场现象,不仅被认为是隧穿-再散射过程的重要补充,而且在光控化学反应、中性粒子加速和量子信息等领域同样有重要的应用前景。本论文利用量子理论方法系统地研究了飞秒强激光场驱动下原子的激发和电离动力学性质。采用不同的光场参数我们研究了不同种类原子体系中的电子动力学行为,对强场中性里德堡原子激发和激发态对电离行为的影响进行了深入的讨论。在此基础上,我们还进一步发展了低频激光场中研究原子激发态行为的Kramers-Henneberger量子方法,很好地解释了相关物理现象。论文主要研究工作如下:(1)研究了稀有气体原子的强场里德堡激发行为和里德堡原子的电离调控。通过理论计算,给出了中性激发态原子以及电子产量随光场强度的改变规律,观察到了两种产量中的反向振荡结构。结合光场作用下激发态能级和电离阈值边界的移动以及偶极跃迁选择定则,合理的解释了这种现象。利用两束具有时间延迟的双色激光脉冲,通过调节时间延迟、激光频率等光场参数,进而改变光场对里德堡电子的作用时间以及作用位置,提出了一种利用双色激光脉冲调制原子激发态电离的方案。(2)研究了角动量态中性里德堡原子在量子信息和量子计算中的应用。利用两束时间上延迟的双色单极性激光脉冲,通过电子波包制备和演化,以及波包调控整形,实现原子特殊量子态的制备。基于光电子低能动量分布以及角分布特征对电离初始态的依赖性关系,提出了一种对能级简并角动量态有效分辨的方法。(3)研究了原子共振激发态对阈上电离过程的影响。利用不同波长的超短激光脉冲研究了不同原子体系在隧穿区和多光子区的阈上电离过程。结果表明:长波长光场驱动下的隧穿过程,电子动量谱的低能结构对原子的内部电子结构并不敏感,在电子发生隧穿的过程中以直接电离过程为主,因此阈上电离过程并不依赖于激发态能级的共振效应。而对于短波长激光脉冲下的多光子区域,电子动量分布的低能部分以及能量的角分布特征强烈依赖于目标原子的束缚态能级,此时多光子过程占据主导地位。多光子激发过程中间共振态的差异性导致了最后阈上电离动量分布和角分布特征的不同。(4)研究了 Kramers-Henneberger变换方法在解释原子强场里德堡激发行为中的应用。在数学处理上通过坐标变换,将静止的核坐标系转换为振荡的电子坐标系,得到了新坐标系中光场和原子核共同作用下的有效势。通过分析光场参数如波长等对有效原子势的影响,研究了不同有效势对原子激发态产生和布居过程的影响。我们还将这种高频激光场中发展起来的方法拓展到了低频场中,并给出了该理论在低频场中的适用范围。利用这种低频场KH方法给出了一种不依赖于传统多光子和隧穿机制的原子强场里德堡激发的新物理图像。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)》期刊2019-06-01）
李孝开[3]（2019）在《椭圆偏振强激光场中的原子分子：阈上电离和双电离》一文中研究指出近几十年来激光技术的进步极大推动了超快强激光场原子分子物理的发展。原子分子与超快强光场的相互作用中产生了很多新奇有趣的现象。对这些现象的研究不仅促进了人们对强激光场与原子分子作用机制的理解,还发展出了许多实用的新技术。其中,原子分子在超快强激光场中的电离不仅是强场物理中的基本现象之一,更是后续很多强场诱导过程的第一步,因此一直受到研究者的重点关注。研究激光场和原子分子性质对强场电离结果的影响,并揭示其作用于电离动力学过程的内在机制,对强场物理相关理论和应用的发展,包括隧穿电子初始分布研究、分子轨道及结构成像、阿秒及极紫外光源产生等都有重要意义。本文中主要利用符合测量方法研究了椭圆或圆偏振光场中的原子分子电离行为。首先我们完成了符合测量所需实验装置COLTRIMS的搭建和测试。COLTRIMS装置具有叁维动量成像及多粒子反应通道的符合测量等优点,是实验探测强场原子分子电离和解离产物的有力工具。此装置保证了我们后续实验研究的进行。而在椭圆偏振光场中,一方面可以利用旋转电场及椭偏率依赖行为研究强场电离的规律,另一方面也可以实现分子坐标系的重构,由此我们发现了一些新的实验现象。以强场电离及双电离为研究主题,本论文具体对Xe原子椭圆偏振光场阈上电离、CO分子圆偏场解离性双电离以及Kr原子强场双电离等进行了符合测量研究。首先我们对Xe原子在椭圆偏振近红外光场中的阈上电离进行了测量。实验中观测到明显受椭偏率调制的电子干涉结构。通过提取电子垂直偏振面方向动量宽度的微分分布得到不同结构对应的电子轨迹,并观察这些结构对椭偏率变化的响应,可以分析其产生的物理来源。当椭偏率较小时观察到由库仑聚焦作用产生的低能电子结构,其角度指向偏振椭圆长轴且不随椭偏率改变而变化,这一结构在椭偏率大于0.6时开始消失。而前向散射与直接电离电子的干涉结构则强烈地依赖于椭偏率的大小。从线偏振到较小椭偏率时,不仅不同动量区域的前向散射干涉结构产率出现增强和减弱,在整个电子动量范围内还会产生倾斜的现象。此外,我们提出了一种利用旋向相反的双椭圆偏振光来提取近圆偏振激光脉冲精确椭偏率的原位测量方法。结合实验测量和理论计算,证实了随两束椭圆偏振光脉冲时间延迟周期性变化的ATI电子能谱和离子产率都可精确得到脉冲椭圆偏振光的椭偏率。然后我们通过四体符合测量对CO分子圆偏振强场解离性序列双电离进行了研究。对高动能释放通道的测量结果表明了低占据分子轨道的电离以及电离后场致激发的重要贡献。这项工作也表明,利用圆偏振光获得双电离两个电子分别的分子坐标系分布的方法能够有效地实现分子解离性双电离中复杂的电离、激发和解离动力学过程的分析确认。而在低动能释放通道的测量中观测到了不寻常的低能电子存在。我们认为此通道可能来自强场中产生的CO~+自电离态,并且自电离态产生后在圆偏振近红外场中先电离,再沿CO~(2+)势能线发生解离。进一步分析分子坐标系中的低能电子角分布,观察到随着动能减小,角分布出现从双峰到单峰的连续变化。这不同于自电离电子弱的各向异性角分布,说明了低能电子主要来自激光场电离而非自电离。而角分布的变化反映了CO~+自电离态在圆偏振光场中依赖于核间距的电离动力学过程。另外,通过改变激光脉冲的群延迟色散,研究发现正啁啾脉冲能显着增强与自电离态相关的解离通道产率。最后,结合全微分测量和半经典模拟综合研究了氪原子强场双电离中的电子关联。首先对光强依赖的离子产率和离子动量测量确认了从非序列到序列双电离机制的演变。一系列典型光强下测量的电子动量关联谱与基于类氦模型及考虑内层电子屏蔽效应的GSZ势模型的半经典计算结果对比,说明了非序列双电离时动态屏蔽效应的重要作用。而在序列双电离区域,动量关联谱和两电子动能和分布都显示出电子关联的痕迹。GSZ模型半经典计算揭示了库仑聚焦和库仑奇点对此现象产生的关键作用。总而言之,利用符合测量并结合一定的理论计算,我们研究了椭圆偏振激光电场、库仑聚焦、分子多轨道效应和内层电子屏蔽效应等多种因素对原子分子电离结果的影响,以及电离过程中或电离后发生的电子干涉、场致激发和自电离态布居等重要现象。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
徐彤彤[4]（2019）在《强激光场中原子非序列双电离的复杂机制研究》一文中研究指出随着激光技术的不断发展,超短超强激光脉冲驱动原子或分子会产生许多新的物理现象,如多光子电离,阈上电离,序列双电离,非序列双电离,高次谐波发射,阿秒脉冲产生等等,这些现象无论是从理论研究还是从实际应用角度都获得了人们广泛的关注。其中,非序列双电离过程中由于电子与电子之间具有高度的关联性,因此研究非序列双电离成为复杂课题之一。非序列双电离反映了原子分子物理中既基本又复杂的电子动力学过程,它吸引了研究人员的研究兴趣。人们在He原子电子关联动量谱中观测到了明显的“V”形结构,这个结构就暗示了非序列双电离中不仅仅是重碰撞电离过程那么单一,其中还存在着更复杂的微观动力学过程。大量的实验和理论已经对强激光场中稀有气体原子非序列双电离进行了研究,如Ar原子在线偏振激光场中的非序列双电离动力学过程,相比较而言,少数的实验和理论关注Mg原子的非序列双电离动力学过程,因而其背后的物理机制需要更详细的讨论和研究。此外,激光技术的发展也推动了对原子与不同激光场作用下非序列双电离的复杂机制研究,且提高了人们对非序列双电离更深入的理解和认识。2016年,实验上第一次观测到双色反旋圆偏振激光场中的非序列双电离,并通过调节激光场强度比值来增强或抑制非序列双电离几率。由于双色反旋圆偏振激光场中有许多可调节的参数,如电场振幅比值,相对相位和椭圆率等,这使得我们可以设定不同形式的激光脉冲来调控非序列双电离的电子电离动力学过程。因此,使得双色反旋圆偏振激光场驱动电子的轨迹变的很复杂,其显着的变化依赖于驱动激光场的形状。上述观测结果和理论分析引起了人们研究的热潮。本文基于最新的实验观测以及理论分析结果,研究了圆偏振激光场和双色反旋圆偏振激光场中原子非序列双电离的复杂机制,创新结果概括如下:(1)研究了Mg原子在圆偏振激光场作用下非序列双电离的时间关联性和动量关联性。统计分析了快电子和慢电子的动量分布,以及同向(side-by-side)发射和背向(back-to-back)发射的时间关联性。Mg原子快慢电子的动量分布与Liu等人报道过的Ar原子的实验结果和理论结果相类似。通过延迟时间的长短,区分了重碰撞电离和重碰撞诱导激发后续电离机制,还研究了激光场末时刻两个电离电子的关联性。数值计算结果表明:两个电子以同向形式发射时,更容易在同一时刻发生电离。此外,在重碰撞诱导激发后续电离机制中,电子更倾向于向相反的方向发生电离,即两个电子的关联性是反关联的。然而,对于重碰撞电离机制,电子更倾向于向相同的方向发射,即两个电子的关联性是正关联的。(2)对长周期圆偏振激光脉冲中Mg原子非序列双电离的经典轨迹进行了分析。理论模拟了两个电子的能量,电子与电子之间排斥势能,两个电子分别与核之间距离随时间演化的分布,还模拟了电子在电离、回核,整个过程中的运动轨迹。研究了第一个电子电离时刻,激光场力的瞬时方向和动量之间夹角相对于动量的分布。其结果表明:长周期圆偏振激脉冲与Mg原子相互作用产生的非序列双电离过程中,只发生一次重碰撞,但发生在不同的时刻。追踪的电子轨迹表明,电离的电子被拉远或拉近,以椭圆轨迹绕母离子运动多次,但只发生一次重碰撞。此外,激光场力的瞬时方向和动量之间的夹角减小的时候,初始横向速度减小,则其补偿漂移的速度减小,返回母离子的电子绕母核多次,因而影响了不同轨迹的重碰撞时刻。(3)研究了Ar原子在双色反旋圆偏振激光场作用下非序列双电离的复杂多重碰撞。通过追踪非序列双电离的经典轨迹,我们分析发现非序列双电离过程中不仅存在一次重碰撞非序列双电离,还存在两次重碰撞非序列双电离。此外,理论模拟了两种非序列双电离的离子反冲动量谱,并对两种非序列双电离中的重碰撞电离和重碰撞诱导激发后续电离两种电离机制进行区分。结果表明,不论是一次重碰撞或是两次重碰撞的非序列双电离,都呈现出明显的反关联现象与线偏振激光场中的两种非序列双电离机制不同。在两种非序列双电离的重碰撞电离和重碰撞诱导激发后续电离机制中,两个电子都遵从先前规律,即当发生的是重碰撞电离机制时,正关联行为占主导,当发生的是重碰撞诱导激发后续电离时,反关联行为占主导。与此同时,讨论了相同激光场条件下,发生一次碰撞和两次碰撞产生的相关原因。发生一次重碰撞非序列双电离的时间要比发生两次重碰撞非序列双电离的时间要短。通过对重碰撞能进行统计分析发现,一次重碰撞非序列双电离能量传递比两次非序列双电离能量传递的总能量要稍大些,因此一次重碰撞非序列双电离发生的稍快一些。我们还讨论了重碰撞时刻,激光场瞬时力的方向与动量方向之间的夹角和动量的关系,结果表明角分布越小,动量越大,发生的碰撞才能导致两次重碰撞非序列双电离发生,因此这个角度和动量是影响其重碰撞的次数其中的一个原因。(4)理论模拟了Ar原子和Mg原子在双色反旋圆偏振激光场中椭圆率变化对非序列双电离的影响,对比两种原子的理论结果发现,两者之间有着一定的差异:(a)不断增加椭圆率使得Ar原子随激光场强度变化的双电离产额也在增加,但对于Mg原子来说这个双电离产额几乎不变。(b)椭圆率的变化影响Ar原子沿着x-方向的电子关联动量谱和离子反冲动量谱中的电子之间的关联性,对于Mg原子的影响却很小。(c)通过分析在碰撞时刻,沿着x-方向的电子动量关联分布发现飞行时间和椭圆率会影响两个电子的发射方向。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
贲帅[5]（2019）在《强激光脉冲作用下原子非序列双电离的调控研究》一文中研究指出随着科学技术的飞速发展,光与物质相互作用规律逐渐引起了人们的广泛关注。在过去的几十年里,激光技术飞速发展使得激光脉冲的宽度不断缩小而激光强度大幅增强,科学研究步入了强场物理领域,一系列新奇的强场现象被陆续发现。例如,多光子电离、阈上电离、高次谐波发射和非序列双电离(non-sequential double ionization,简写为NSDI)。其中,NSDI因其电子关联现象在光与原子分子相互作用中所起的重要作用而被广泛关注。这一发现挑战了基于单电子近似下的光学物理理论,进而引起了强场电子关联现象的研究热潮。化学反应中的电子转移、过渡态演化、反应前后的结构演化以及各种奇异的量子效应等过程均属于极端空间与时间尺度下的运动过程。利用超强超快激光技术研究强场物理现象有利于人们深入理解原子或分子空间尺度下的微观结构信息以及阿秒时间尺度下的瞬态过程,有着深刻的研究意义和广泛的应用前景。例如,在对强场电离的研究中,通过分析光电子动量谱分析可以推算出靶粒子的能级结构特征;利用分子高次谐波发射探究分子轨道成像;控制激光参数获得超连续高次谐波谱,进而合成孤立阿秒脉冲;在强场双电离中,控制电离电子的亚周期运动等。在早期的研究中,由于实验技术的限制,激光场的形式相对单一,人们对强场物理现象的研究有很大限制。近年来,超短激光以及实验测量技术的不断进步使得我们可以获得多可调参数的激光脉冲并用于科学研究。例如,圆偏振、椭圆偏振激光使人们将研究范围拓宽到二维的偏振平面中,能够从更高的自由度上探究微观机制;双色激光场等各种形式的复合激光的使用提供了更多的研究方案;少周期激光的载波包络相位效应为人们提供了研究电子近单周期运动的有效方法,同时也可以用于研究分析强场现象中的对称性问题。如上所述,人们拥有了更广泛的用于了解光与物质相互作用规律的研究手段。基于此,研究者在对基本强场物理现象的研究中不断挖掘其中更深层次的细节,揭示出愈来愈多的复杂物理机制。例如,强场电离领域中,电离过程的非绝热效应,母核离子的极化效应,多次回复碰撞以及多次重碰撞对NSDI的影响,重碰撞诱导激发电离中的不同激发电离通道影响规律,重碰撞热化过程,长程库仑势与低能结构问题,重碰撞阈下双激发态形成,内壳层电子屏蔽效应,库仑势垒内碰撞问题等等。这一系列复杂的强场现象的研究均是这一领域中的最前沿课题,人们对其中部分现象背后的物理机制的认识还不够完善,尤其是当激光的条件发生变化时,激光参数对这些深层次的强场物理机制有怎样的影响还有待探索。此外,当我们对这些现象有了一定认识之后,如何实现利用激光对其进行人工的定向调控也是一个有待研究的热点问题。本论文的研究工作中,针对原子NSDI现象中的这些还不够完善的电离通道的诸多细节问题展开讨论,利用经典理论模型,深入研究多种不同形式的激光对NSDI中的重碰撞激发电离通道、双激发态形成以及多次回复碰撞通道的影响规律,进一步揭示出激光脉冲对原子双电离过程的调控机制。本论文的创新性归纳如下:运用二维经典系综理论研究少周期椭圆偏振激光场下氩原子NSDI对载波包络相位的依赖性。我们区分重碰撞电离和重碰撞诱导激发后续电离两种电离通道,并根据重碰撞和第二次电离之间的延迟时间将二者分离。通过轨迹分析,我们揭示了电子关联谱特征以及两个通道竞争关系对载波包络相位的依赖性。最终通过调节载波包络相位实现对两种通道的切换调控。我们还研究了反向旋转双色圆偏振激光场中的氩原子NSDI现象。在复合激光场对应的“knee”结构区域,双电离主要是通过重碰撞诱导激发Ar~-离子序列电离方式发生的。通过重碰撞轨迹分析,我们解释了两束光的相对场强比控制关联电子动力学以及最大化增强电离产额的原理。贡献于双电离增强的主要通道为电子短飞行时间的椭圆形重碰撞轨道,而非叁角形的多周期轨道。此外,关联电子动力学过程可以通过调节相对场强比被限定在阿秒时间尺度下。此外,运用经典系综方法研究在低强度少周期圆偏振激光场下的Mg原子双激发过渡态下的关联电子动力学规律。重碰撞过程中的较低的能量传递使得两个电子不能直接发射出核区,而是经过一个双激发态后以一定的时间差发生电离。数值计算结果显示在NSDI过程中可以观察到序列双电离的特征。这一结果说明中间态的存在使得其形成过程的信息丢失。两个电子发射方向的夹角分布情况取决于电离时间间隔。此外,电子-电子间库仑排斥作用的影响规律也被进一步讨论。最后,我们又简要地分析了反向旋转双色圆偏振激光场作用下的双激发态的双电离过程。最后,我们通过部分迭加相互延迟的线偏振与圆偏振激光构建一种拥有椭圆率随时间变化的复合激光脉冲。第一个电子首先被线偏振激光电离,并受到随后的圆偏振激光的影响。这一延迟作用在横向上干扰电子运动,进而影响重碰撞发生前电子的返回次数。重碰撞轨道中的返回次数可以通过调节两束光的延迟时间而被控制。通过重碰撞轨道分析,我们解释了含时椭圆率调控不同双电离通道的原理。在论文的最后一章中,我们对论文的主要结果进行总结,并对强场电离的研究做出展望。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
朱秋月[6]（2019）在《强激光场作用下氩原子和氙原子非次序双电离理论研究》一文中研究指出到现在为止,光与物质相互作用规律是物理研究中的热点课题之一,随着激光技术的飞速发展,人们对强激光作用下的物理现象不断进行探索,发现了很多新颖的物理现象,如多光子电离、阈上电离、高次谐波发射、非次序双电离等。其中,强激光作用下原子或分子产生的非次序电离现象蕴含着很多电子关联信息,是强场物理研究领域的重要课题之一。研究非次序双电离现象的方法有很多,如测量双电子能谱,测量离子反冲动量谱、利用冷靶反冲离子动量谱仪(COLTRIMS)技术获得双电子动量关联谱等。为了更进一步理解两个电子发生非次序双电离过程中的物理机制,深入分析多电子关联性问题,我们可以通过调节激光的各个参数(如激光强度,波长,脉冲宽度等等)进行探索。为了解释实验上观测到的结果,分析物理机制,人们探索出多种计算方法。包括量子理论方法、经典系综方法、半经典方法等。它们模拟出的结果在一定程度上和实验的观测结果相一致。其中,经典系综方法计算效率快且所需资源少,更容易分析物理现象等特点,成为人们利用的计算方法之一。本文采用经典系综方法,建立了激光与原子相互作用理论模型,探索双电子非次序双电离过程中的物理机制,了解电子与电子的关联性特征。首先,通过运用二维的经典系综方法,我们理论计算探究了少周期线偏振激光场下的氩原子的非次序双电离现象。我们对线偏振激光场下载波包络相位(carrier-envelope-phase,CEP)对氩原子的电子关联性问题进行详细分析。选取叁种特定的激光强度,分析了在不同载波包络下两种电离通道的电离数目和总电离数目的比率,发现了重碰撞直接电离(RII)通道和重碰撞激发次序电离(RESI)通道不同的变化规律。当场强相对较高时,随着载波包络相位的增大,RII通道会被增强,而RESI通道会被抑制。而当场强相对较低时,RESI通道会被增强,而RII通道会被抑制。这是因为在场强较高情况下,电离的电子在激光场中获得足够能量使第二个电子直接发生电离,即为RII过程。而场强较低时,第二个电子发生重碰撞后成为激发态,在随后的激光场中获得能量发生电离,即RESI过程。通过研究不同载波包络相位下双电子的动量关联谱及重碰撞时刻的概率分布,可以得知非次序双电离过程中只发生一次重碰撞。计算结果表明CEP对动量谱的分布起关键性作用,显示出显着的CEP效应。其次,我们通过运用叁维经典系综方法探索了少周期线偏振和椭圆偏振激光场下氙原子的非次序双电离过程中波长的影响规律。通过选取叁种不同的波长,我们计算模拟了线偏振激光场和椭圆偏振激光场作用下的动量关联谱,发现激光波长对RII和RESI机制过程产生重要影响,最后,我们对延迟时间进行了模拟分析,指出了在线偏振激光场作用下主要发生的是RII过程,而椭圆偏振激光场则主要发生RESI过程。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
王瑞[7]（2019）在《不同偏振的飞秒激光场中叁原子分子的电离/解离》一文中研究指出激光与物质的相互作用是原子分子光物理研究领域的热点和前沿问题之一。原子分子在飞秒强激光场作用下产生的一些非线性强场物理现象,对阿秒物理、量子调控等新兴学科的发展有非常重要的意义。其中,强场电离是诸多强场物理现象中最基础和最重要的环节。对强场电离的深入研究,有助于深入理解和解释原子分子与强激光场作用中的新机制和新规律。与原子相比,分子由于其具有多样的几何结构,额外的核自由度和复杂的分子轨道等,使其强场电离的动力学更加复杂。多中心干涉,多重轨道贡献和分子核运动等效应都影响着分子的强场电离,从而引起了广泛的研究兴趣,研究结果不断揭示着飞秒强激光与分子相互作用产生的新现象和新效应。本论文主要利用飞行时间质谱测量了具有不同结构的叁原子分子,CO_2,OCS,N_2O和NO_2,在800nm,50fs的强激光场作用下的强场电离和碎片化过程。通过测量各个离子的产率随激光参数的变化关系,分析了影响分子强场电离/解离的因素。本论文对于深入理解叁原子分子的强场电离机制,进而认识多原子分子在超快强激光场中的电离和相关物理过程具有重要的意义。论文主要获得以下结果:1)系统地研究了飞秒激光场作用下CO_2,OCS,N_2O和NO_2分子的母体离子和各个碎片离子的角分布。发现两端的原子主要沿着激光的偏振方向出射,而中心原子的角分布却各不相同,CO_2中的C离子具有垂直方向上的椭圆角分布,OCS分子中的C离子表现出四叶草图案的角分布,N_2O和NO_2分子中的N离子在平行和垂直方向上都有最大值的角分布。分析表明,两端原子的角分布中强烈的各向异性来源于分子HOMO轨道的几何准直效应,而中心原子的角分布不仅与分子结构和电子轨道对称性有关,还需要考虑内壳层电子轨道对分子强场电离的贡献。2)测量了50fs,800nm强激光场作用下N_2O分子中不同离子的产率对激光强度和椭偏率的依赖。发现在2.0×10~(13)W/cm~2至3.6×10~(14)W/cm~2激光强度范围内,N_2O分子的强场电离以隧穿电离为主要机制。碎片离子的产率明显依赖于激光椭偏率;且随着价态的增加,依赖程度逐渐增强。分析表明,高价离子主要通过N_2O的非序列多电离产生的母体离子的解离或库仑爆炸形成,激光诱导的电子重散射过程对高价母体离子的形成非常重要。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
金发成,杨慧慧,张桐,陈雨欣,唐英翔[8]（2019）在《在正交偏振双色激光场中原子电离过程的理论研究》一文中研究指出基于非微扰量子电动力学的频域理论,研究了原子正交偏振双色激光场中的电离过程。研究表明,在两色低频激光场中,两束激光场在电离过程中起了相同的作用。在低频和高频双色激光场中,电离谱呈现出多平台结构,并且两束激光场起了不同的作用,其中低频激光场决定每个平台的宽度,高频激光场决定原子的电离几率。该研究可为原子在正交偏振双色激光电离过程的实验研究提供科学的理论依据。(本文来源于《西安航空学院学报》期刊2019年03期）
郭振宁,马雪岩,韩猛,葛佩佩,刘明明[9]（2019）在《飞秒激光场中原子/分子的隧道电离及应用》一文中研究指出综述了强激光场作用下原子的光电离动力学最新进展,着重分析了非绝热隧道电离中的隧穿出口光电子动量分布,得到分子坐标系中隧道电子角分布,实现分子内层轨道成像;采用电场矢量同向旋转的双色(400 nm+800 nm)圆偏振激光实现双指针阿秒钟干涉技术,该技术可以测量光电子波包的相位和振幅;基于具有较大自旋-轨道耦合效应的原子(氙原子),通过圆偏振激光中的多光子电离过程,可产生具有高自旋极化度的光电子。最后对目前超快强场物理的研究前景和发展趋势进行简单的介绍。(本文来源于《中国激光》期刊2019年05期）
许亮,吴婉阳,何峰[10]（2019）在《氦原子在超短中红外脉冲和极紫外光场作用下的双电离（英文）》一文中研究指出利用数值求解含时薛定谔方程的方法研究了氦原子在超短红外激光脉冲和极紫外激光场作用下的双电离过程。在此过程中,一个电子首先被极紫外激光场电离,然后氦离子既可以被接下来的红光激光场直接隧穿电离,也可以被红外激光场驱动下的电子再散射而发生非次序双电离。这两种双电离通道的干涉可以产生新颖的电子关联动量谱分布。当驱动红外激光脉冲为周期量级时,再散射导致的双电离的两个电子的运动方向可以相同,也可以相反。(本文来源于《中国激光》期刊2019年05期）
原子电离论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
激光技术的发展极大地推动了现代物理学的进步,特别是飞秒强激光脉冲的出现使得人们能够在极端条件下研究物质的微观结构和原子及其内部电子的动力学性质。近年来,人们在实验上观测到了一系列新奇的非线性物理现象,如阈上/高阶阈上电离、非顺序双电离、高次谐波产生等,其中强场里德堡态激发作为一种新的强场现象,不仅被认为是隧穿-再散射过程的重要补充,而且在光控化学反应、中性粒子加速和量子信息等领域同样有重要的应用前景。本论文利用量子理论方法系统地研究了飞秒强激光场驱动下原子的激发和电离动力学性质。采用不同的光场参数我们研究了不同种类原子体系中的电子动力学行为,对强场中性里德堡原子激发和激发态对电离行为的影响进行了深入的讨论。在此基础上,我们还进一步发展了低频激光场中研究原子激发态行为的Kramers-Henneberger量子方法,很好地解释了相关物理现象。论文主要研究工作如下:(1)研究了稀有气体原子的强场里德堡激发行为和里德堡原子的电离调控。通过理论计算,给出了中性激发态原子以及电子产量随光场强度的改变规律,观察到了两种产量中的反向振荡结构。结合光场作用下激发态能级和电离阈值边界的移动以及偶极跃迁选择定则,合理的解释了这种现象。利用两束具有时间延迟的双色激光脉冲,通过调节时间延迟、激光频率等光场参数,进而改变光场对里德堡电子的作用时间以及作用位置,提出了一种利用双色激光脉冲调制原子激发态电离的方案。(2)研究了角动量态中性里德堡原子在量子信息和量子计算中的应用。利用两束时间上延迟的双色单极性激光脉冲,通过电子波包制备和演化,以及波包调控整形,实现原子特殊量子态的制备。基于光电子低能动量分布以及角分布特征对电离初始态的依赖性关系,提出了一种对能级简并角动量态有效分辨的方法。(3)研究了原子共振激发态对阈上电离过程的影响。利用不同波长的超短激光脉冲研究了不同原子体系在隧穿区和多光子区的阈上电离过程。结果表明:长波长光场驱动下的隧穿过程,电子动量谱的低能结构对原子的内部电子结构并不敏感,在电子发生隧穿的过程中以直接电离过程为主,因此阈上电离过程并不依赖于激发态能级的共振效应。而对于短波长激光脉冲下的多光子区域,电子动量分布的低能部分以及能量的角分布特征强烈依赖于目标原子的束缚态能级,此时多光子过程占据主导地位。多光子激发过程中间共振态的差异性导致了最后阈上电离动量分布和角分布特征的不同。(4)研究了 Kramers-Henneberger变换方法在解释原子强场里德堡激发行为中的应用。在数学处理上通过坐标变换,将静止的核坐标系转换为振荡的电子坐标系,得到了新坐标系中光场和原子核共同作用下的有效势。通过分析光场参数如波长等对有效原子势的影响,研究了不同有效势对原子激发态产生和布居过程的影响。我们还将这种高频激光场中发展起来的方法拓展到了低频场中,并给出了该理论在低频场中的适用范围。利用这种低频场KH方法给出了一种不依赖于传统多光子和隧穿机制的原子强场里德堡激发的新物理图像。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
原子电离论文参考文献
[1].孙仁平.强激光场中准直双原子分子的电离动力学研究[D].中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所).2019
[2].辛培培.飞秒强激光场中原子的里德堡激发及电离动力学研究[D].中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所).2019
[3].李孝开.椭圆偏振强激光场中的原子分子：阈上电离和双电离[D].吉林大学.2019
[4].徐彤彤.强激光场中原子非序列双电离的复杂机制研究[D].吉林大学.2019
[5].贲帅.强激光脉冲作用下原子非序列双电离的调控研究[D].吉林大学.2019
[6].朱秋月.强激光场作用下氩原子和氙原子非次序双电离理论研究[D].吉林大学.2019
[7].王瑞.不同偏振的飞秒激光场中叁原子分子的电离/解离[D].吉林大学.2019
[8].金发成,杨慧慧,张桐,陈雨欣,唐英翔.在正交偏振双色激光场中原子电离过程的理论研究[J].西安航空学院学报.2019
[9].郭振宁,马雪岩,韩猛,葛佩佩,刘明明.飞秒激光场中原子/分子的隧道电离及应用[J].中国激光.2019
[10].许亮,吴婉阳,何峰.氦原子在超短中红外脉冲和极紫外光场作用下的双电离（英文）[J].中国激光.2019