多光子电离

摘要： 利用飞秒光电子成像技术研究了碘甲烷在超短激光脉冲场中的多光子电离解离行为.实验获得了碘甲烷分子在400 nm飞秒激光作用下的飞行时间质谱以及电离产生的光电子影像.实验结果表明,在超短脉冲激光场中,分子的电离通常是非共振电离,电离产物主要为母体离子和极少量的碎片离子.从光电子成像中获得的光电子平动能分布可以得到电离产生的电子p1(2.03 eV)和p2(2.67 eV)分别来源于母体离子的基态和激发态.从光电子成像中获得的角度分布可以推测出,光电子峰p1和p2可以分别近似看做单光子电离和双光子电离过程,且光电子散射角度趋于各向同性分布.

摘要： 在衍射、色散、克尔效应和多光子电离的动态平衡作用下,飞秒激光脉冲能够形成长距离的自引导光丝结构,并且伴随着狭长的等离子体通道.为精确控制超强飞秒激光脉冲在大气中的传输特性,针对飞秒光丝传输模式及光丝光场时空分布的有效调控已成为当前研究热点.在介绍飞秒激光成丝物理模型的基础上,对飞秒激光成丝调控方面的最新进展进行了综述,将光丝调控方式大致归结为两部分:时间调控和空间调控.其中,在空间维度上的调控主要可以分为相位调控、振幅调控以及特殊光场调控.同时指出飞秒激光大气成丝调制能产生众多的新效应,可为促进飞秒光丝实现更多新颖的潜在应用奠定基础.

摘要： 光学元器件的激光损伤问题,一直以来都困扰着超强超短激光系统的进一步发展.飞秒激光领域,激光脉冲引起的光学器件损伤主要由材料的本征特性决定.光学材料内的多光子电离、雪崩电离、导带电子弛豫等一系列非线性过程,与材料的激光损伤过程密切相关.利用泵浦探测技术,采用中心波长为800 nm,重复频率1 kHz的飞秒激光脉冲,对Nb2O5/SiO2啁啾镜介质膜的内部与飞秒激光损伤相关的超快动力学进行了研究.发现强的泵浦光脉冲辐照结束后飞秒乃至几十皮秒的范围内,啁啾镜对探测光的反射率有一定程度的下降.反射率降低的主要原因是泵浦光在介质膜的Nb2O5层内激发的大量的自由电子对探测光吸收所致,且该过程对激光诱导损伤过程起主导作用.通过反射率的变化,对其介质膜内导带电子弛豫过程进行探究,测定得到其衰减寿命,分别为1.31、6.88、22.34 ps.%Femtosecond laser-induced damage of optical components seriously restricts the development of ultrashort and ultra-intense laser systems with ever higher average powers and peak intensities. In the ultrashort pulse regime, the damage of optical materials is closely related to the nonlinear ionization processes inside the materials, such as the multiphoton ionization, the avalanche ionization, and the decay process of electrons in the conduction band. In other word, the femtosecond laser induced damage in optical components display highly deterministic damage performance. To investigate the laser induced damage inside the chirped mirrors, ultrafast carrier dynamics in Nb2O5/SiO2 chirped mirrors excited by 800 nm, 1 kHz femtosecond laser had been investigated by pump-probe technique. Reflectance of dielectric chirped mirrors was found reduced after pump pulse excitation femtosecond and dozens of picosecond range. The reduction is mainly ascribed to the absorption of conduction electrons inside the Nb2O5 layers in dielectric chirped mirror film, which plays an important role in laser induced damage. To investigate the ultrafast dynamics in dielectric film in detail , the relaxation lifetimes of electrons in the conduction band has been measured as 1.31 ps, 6.88 ps, and 22.34 ps, respectively.

摘要： A direct injection method with a capillary was utilized to realize the cooling and condensing effect of the molecules of the carrier gas and the gas samples.The molecules concentrated on the capillary port were introduced into the mass spectrometer with a desorption laser, and then ionized by a femtosecond laser with a resonance-enhanced two-photon ionization process which can increase the sensitivity. The online analysis condition of the p-cholorophenol and pentachlorobenzene altogether 5 compounds was confirmed by checking the capillary heating temperature, desorption laser energy and the time delay between desorption laser and the ionization laser.Compared with the traditional continuous introduction mode, pulse introduction method can reduce the detection limits because of the condensing step.%本研究使用毛细管直接进样法,利用气体绝热膨胀过程的冷却效果使样品和载气分子凝结、浓缩于毛细管端口,再利用脉冲激光解吸技术将样品解吸以脉冲气流的方式引入质谱,通过考察毛细管加热温度、解吸激光能量、解吸激光与电离激光之间的延迟时间等因素确立了有效的分析条件,实现了对氯苯酚、五氯苯等5种化合物的在线检测. 相对于传统的连续导入方式,脉冲式导入方式增加了样品浓缩的环节有利于降低检出限. 同时本实验中高密度飞秒电离激光的采用也确保了解吸后的分子能够被共振增强双光子电离,增强了分析的灵敏度.

摘要： In order to further understand the influence of resonant absorption on ablation threshold fluency of femtosecond laser ablating target, two kinds of wavelength (resonant wavelengths 585 nm and 807 nm, and nonresonant wavelengths 720 nm and 775 nm) were adapted to process Pr-Nd doped silicate glass (Pr-Nd Glass), which owned special absorption spectrum, and ordinary fused silica. Based on ablating profiles, a computing method for calculating ablation threshold fluency was put forward. The results show that the approach of producing initial seed electron is mainly multiphoton ionization near ablation threshold fluencies of the two targets, and the multiphoton ionization is extremely strong when Pr-Nd Glass is ablated by the resonant wavelengths 585 nm and 807 nm. Compared with fused silica, the lengths of ablation profiles increase respectively by 19.8% and 6.8% ablated with these two wavelengths. For wavelength 807 nm, the ablation threshold fluency decreases by 12.3% compared with that of fused silica. However, the resonant ablation efficiencies fade away ablated with the nonresonant wavelengths 720 nm and 775 nm, and there are substantial agreement for the lengths of ablation profiles and the ablation threshold fluencies of the two targets.%为了进一步研究共振吸收在飞秒激光烧蚀加工中对靶材烧蚀阈值的影响，针对具有特定吸收光谱的掺Pr-Nd硅玻璃(Pr-Nd玻璃)和无特定吸收的石英玻璃，分别采用共振吸收波长585，807 nm和非共振吸收波长720，775 nm对2种靶材进行烧蚀加工，并基于烧蚀轮廓，提出一种靶材烧蚀阈值的计算方法。研究结果表明：在烧蚀阈值附近，靶材的初始种子电子产生方式主要为多光子电离；Pr-Nd玻璃在共振波长585 nm和807 nm的作用下，多光子电离较为剧烈，烧蚀轮廓长度较石英玻璃分别增长19.8%和6.8%，且对于加工波长807 nm，烧蚀阈值较石英玻璃降低12.3%；而对于非共振波长720 nm和775 nm的烧蚀加工，共振烧蚀效应消失，2种靶材的烧蚀轮廓长度和烧蚀阈值基本一致。

摘要： 本文通过数值模拟(3+1)维扩展的广义非线性薛定谔方程，研究了紧聚焦飞秒激光脉冲在诱导石英玻璃的非线性电离过程中电子动量弛豫时间对于该电离过程的影响.计算结果证明电子动量弛豫时间会直接影响入射脉冲在焦点区域所形成的峰值场强、自由电子态密度和能流等参量的分布态势，因此在与实验结果相比较后发现适合于相互作用过程的电子动量弛豫时间的理论值约为1.27 fs.进一步的研究表明，电子动量弛豫时间与逆韧致吸收效应、雪崩电离的概率、等离子体密度、等离子体的自散焦效果以及间接引起的焦平面位置的移动都有着密切的联系.当前的研究结果表明电子动量弛豫时间在飞秒激光脉冲与物质相互作用的过程中发挥着重要作用.%The electron momentum relaxation time is studied systematically in order to understand its effect during the excited nonlinear ionization process in fused silica with an irradiation of tightly focused femtosecond laser pulses. According to the analysis of a (3+1)-dimensional extended general nonlinear Schrödinger equation, the electron momentum relaxation time shows a huge effect on peak intensity, free electron density, and fluence distributions in the focal region of the incident pulse, meanwhile a value of 1.27 fs is thought to meet the present experimental result based on the theoretical model. Further research indicates that the change of electron momentum relaxation time can have significant difference among several nonlinear mechanisms, such as the laser-induced avalanche ionization, reverse bremsstrahlung, self-defocusing of plasma, etc. Results show that the electron momentum relaxation time plays an important role in the process of femtosecond laser pulses interaction with materials.

摘要： The dynamics of multi-photon ionization of CH3I under strong field has been studied experimentally by femtosecond photoelectron imaging. Ultrafast optical control of the vibrational excitation in a polyatomic ion by strong field multi-photon ionization is experimentally realized. The present work enhances the intensity of the ionization beam from 1.6 × 1013 to 2.5 × 1013 W/cm2. In the order of this higher field, a new energy component is observed and attributed. From the photoelectron imaging, photoelectron kinetic energy distributions and the photoelectron angular distributions are obtained. The discussions of the previous letter are mostly based on the photoelectron kinetic energy information, and the present study emphasizes on the trend of the photoelectron angular anisotropy. More detailed dynamics on vibrational optical control is further explored.%利用飞秒光电子影像技术研究了碘甲烷分子在飞秒强激光场作用下的多光子电离动力学，在实验上实现了运用飞秒强场多光子电离技术对多原子分子离子的振动量子态进行光学操控.提高了飞秒激光的强度，从1.6×1013 W/cm2提高到2.5×1013 W/cm2.在增大的激光强度范围内，发现了新的能量组分，并对此进行归属.通过采集光电离的光电子影像可以得到强场电离后光电子的动能分布和角度分布两方面的信息，前期的研究主要侧重于讨论光电子动能随光强的变化，重点讨论了光电子角度分布随光强的变化，通过观察光电子角度分布的变化趋势对振动量子态调控机理进一步认识.

摘要： 利用Nd:YAG脉冲激光诱导金属Cu靶,在空气中产生激光等离子体羽,获得了Cu等离子体羽的空间光谱；研究了等离子体谱线结构；分析了离焦量为-2 mm时,不同空间位置处等离子体的空间演化规律；并讨论了等离子体光谱的产生机制.

摘要： 利用多光子电离技术和飞行时间质谱仪实验研究了醇/水混合团簇的光电离质谱。在脉冲激光波长为355 nm条件下,观测到以质子化(ROH)n(H_2O)H^+混合团簇离子和(ROH)_nH^+团簇离子为主的电离产物。醇水混合团簇电离后团簇离子发生内部质子化转移反应是形成质子化团簇离子的主要原因。应用量化计算,构造了质量数较小的几个团簇离子的可能的空间几何构型,发现二元团簇离子(CH_3OH)_n(H_2O)H^+是以(CH_3OH)H^+作为内核离子,再通过氢键与其它分子组合而构成团簇离子。

摘要： The productions of multiply charged ions in the interactions of intense nanosecond laser pulse with clusters have aroused broad interests in molecular physics. Benzene, cyclohexene and cyclohexane clusters are chosen to study the effect of multiphoton ionization (MPI) efficiency on the relative intensity of multiply charged ions, as they possess similar molecular structures and the same element constitutions. They are ionized with a 5 ns Nd-YAG nanosecond laser. The carbon charge state produced by cyclohexene and cyclo- hexane is about 4; while by benzene is only about 3. The ratios of Ca+/C2~ for cyc/ohexane, cyclohexene and benzene are 1.1, 0.6 and 0.4, respectively. The relative MPI efficiencies of three molecules are measured to be in the magnitude sequence of benzene 〉 cyclohexene 〉 cyclohenane by diffusion beam. Higher MPI efficiency of molecules can cause more than one molecules to be ionized at the edge of laser pulse, the Coulomb repelling force between adjacent ions leads clusters to early split into small size ones, which will prevent the production of the highly charged ions.%纳秒激光与团簇相互作用产生高价离子逐渐成为分子物理界的热点之一，为了深入研究团簇电离的本质，本文以分子结构相似、元素组成相同的苯、环己烯和环己烷的分子团簇为对象，利用飞行时间质谱研究了其与5ns的532nm激光相互作用时电离产物的价态和强度分布．结果表明：这三种化合物多光子电离效率苯〉环己烯〉环己烷，但其高价离子的价态和比值苯是最低的，环己烷的碳离子最高价态为4价，C3十和C2＋的比值为1．1：环己烯电离产物C3＋和C2＋的比值降低为0．6；苯团簇的最高价态只有3价，C3和C2＋’的比值约为0．4．引起这种现象的原因可以归结于高的多光子电离效率会导致团簇多位点的电离，引起团簇在电子加热到发生碰撞电离之前发生解离，减小了团簇的尺寸，进而减少了离子发生碰撞电离产生高价离子的反应时间，最终阻碍了高价态离子的产生．

摘要： 本文简单地介绍了建立一套离子速度成像装置后进行了分子光解反应动力学的实验研究.通过探测NH的母分子离子,研究了分子束的性质,另外对硫化氢、硫醇等系列分子进行了光解动力学研究.

摘要： 本文简单地介绍了建立一套离子速度成像装置后进行了分子光解反应动力学的实验研究.通过探测NH的母分子离子,研究了分子束的性质,另外对硫化氢、硫醇等系列分子进行了光解动力学研究.

摘要： 本文简单地介绍了建立一套离子速度成像装置后进行了分子光解反应动力学的实验研究.通过探测NH的母分子离子,研究了分子束的性质,另外对硫化氢、硫醇等系列分子进行了光解动力学研究.

摘要： 本文简单地介绍了建立一套离子速度成像装置后进行了分子光解反应动力学的实验研究.通过探测NH的母分子离子,研究了分子束的性质,另外对硫化氢、硫醇等系列分子进行了光解动力学研究.

摘要： 本文简单地介绍了建立一套离子速度成像装置后进行了分子光解反应动力学的实验研究.通过探测NH的母分子离子,研究了分子束的性质,另外对硫化氢、硫醇等系列分子进行了光解动力学研究.

摘要： 描述了一种用于光子或电离粒子（P）的检测设备（D），其中，检测器系统（11）配置有数个检测单元（11a），每个检测单元均包括与电荷读取器（111）上的读取器表面（111a）连接的闪烁体（112），所述闪烁体（112）被设置成当捕获所述光子或电离粒子（P）时在所述读取器表面（111a）上产生细胞电荷，在所述检测单元中设置有与所述电荷读取器（111）相对地连接到所述闪烁体（112）上的准直仪（113），所述准直仪被设置成捕获运动方向与所述准直仪（113）的纵向轴线（A）重合的光子或电离粒子（P’），并且拒绝运动方向与所述准直仪（113）的所述纵向轴线（A）的方向偏离的光子或电离粒子（P’）。

摘要： 本发明涉及一种基于空气放电的化学电离‑真空紫外单光子电离复合电离源装置，包括真空紫外灯、放电电极和电离室腔体其他电极。紧靠真空紫外灯的下方设有一对放电电极，真空紫外灯上施加一定直流电压，在真空紫外灯与放电电极之间引发产生放电。电离室腔体内，于放电电极下方平行、间隔设置有若干离子引出电极和差分孔电极，沿电极的轴线方向开有通孔，电极上依次施加有直流电压，电极间通过阻值相同的精密电阻相连。在放电电极与相邻离子引出电极之间的电离室腔体壁上设有进样毛细管，另设有真空泵抽气口和真空规接口。在真空紫外灯上施加一定直流电压，将真空紫外灯点亮，该装置体积小巧，功耗低，结构简单，便于集成。

摘要： 本发明公开了一种利用单光子单电离机制重构电场包络的方法，该方法包括以下步骤：S1、将测量到的单个阿秒脉冲与工作气体相互作用获得电子动量谱，对电子动量谱通过最小二乘法重构出阿秒脉冲的电场包络分布Eatto；S2、测量得到不同阿秒脉冲‑红外电场相对延时下产生的旁带信号和单光子电离信号的强度比；S3、根据步骤S1得到的阿秒脉冲电场包络分布Eatto，以及步骤S2得到的旁带信号和单光子电离信号的强度比，通过最小二乘法重建红外电场的包络EL0。本发明不仅能够反映出阿秒泵浦探测实验中电子的动力学过程，还能同时重构出阿秒脉冲电场的包络分布和红外电场的包络，且不依赖与阿秒脉冲和红外电场的载波包络相位。

摘要： 描述了一种用于光子或电离粒子（P）的检测设备（D），其中，检测器系统（11）配置有数个检测单元（11a），每个检测单元均包括与电荷读取器（111）上的读取器表面（111a）连接的闪烁体（112），所述闪烁体（112）被设置成当捕获所述光子或电离粒子（P）时在所述读取器表面（111a）上产生细胞电荷，在所述检测单元中设置有与所述电荷读取器（111）相对地连接到所述闪烁体（112）上的准直仪（113），所述准直仪被设置成捕获运动方向与所述准直仪（113）的纵向轴线（A）重合的光子或电离粒子（P’），并且拒绝运动方向与所述准直仪（113）的所述纵向轴线（A）的方向偏离的光子或电离粒子（P’）。

摘要： 本发明涉及一种基于空气放电的化学电离‑真空紫外单光子电离复合电离源装置，包括真空紫外灯、放电电极和电离室腔体其他电极。紧靠真空紫外灯的下方设有一对放电电极，真空紫外灯上施加一定直流电压，在真空紫外灯与放电电极之间引发产生放电。电离室腔体内，于放电电极下方平行、间隔设置有若干离子引出电极和差分孔电极，沿电极的轴线方向开有通孔，电极上依次施加有直流电压，电极间通过阻值相同的精密电阻相连。在放电电极与相邻离子引出电极之间的电离室腔体壁上设有进样毛细管，另设有真空泵抽气口和真空规接口。在真空紫外灯上施加一定直流电压，将真空紫外灯点亮，该装置体积小巧，功耗低，结构简单，便于集成。

摘要： 本发明公开了一种基于单光子电离和电子轰击电离的双离子源四极杆质谱仪，具体说是一种可以根据被分析样品的理化性质灵活地对电离方式进行切换的四极杆质谱仪。该四极杆质谱仪包括单光子电离源、电子轰击电离源、电离传输区腔体、四极杆质量分析器腔体、聚焦透镜组A、聚焦透镜组B、差分接口极板、差分接口小孔、进样毛细管A、进样毛细管B、四极杆质量分析器、检测器、侧抽阀门、真空泵A和真空泵B。

摘要： 一种用于高能光子水中剂量分布测量的指形电离室，外电极连接到外电极支杆；收集极一端伸到电离空腔体积内部，另一端连接到收集极塞子；收集极塞子一端紧卡住收集极，另一端焊接到线缆内芯上；保护极一端通过帽檐紧压连接到线缆的保护地上，另一端延伸到灵敏体积边缘齐平；第四绝缘子隔离保护极和收集极，第三绝缘子塞进第四绝缘子内部，第二绝缘子隔离保护极和外电极，线缆穿过第一绝缘子再连接到收集极和保护极；外电极支杆一端为连接锁紧螺柱的内螺纹，另一端为连接到外电极的外螺纹。本发明具有极间距小，稳定、有效测量点易于确定等优点，对光子吸收剂量的校准和沿线束入射方向剂量梯度变化较大区域的测量有明显的优点和较高的测量精度。

摘要： 一种基于气相激光等离子体可调真空紫外单光子电离装置，涉及真空紫外可调单光子电离技术。第1观察窗与第2观察窗成90°安装；短脉冲激光器的光路垂直于第1观察窗和聚焦镜，聚焦镜将短脉冲激光器聚焦于脉冲阀内的高压脉冲气，脉冲阀垂直正交安装在短脉冲激光器焦点上方；短脉冲激光器聚焦于脉冲阀的高压脉冲气产生的真空紫外光和短脉冲激光器光路形成40°入射到光栅，真空紫外光经过光栅分光被检测器接收；检测器被安装在高压脉冲气正下方，检测器和光栅平行安装；所述短脉冲激光器、聚焦镜、高压脉冲气、光栅和检测器的中心处于同一平面上；所述分子泵安装于真空腔底面正中心，组成真空系统，其真空度为10‑5～10‑4Pa。

摘要： 一种用于高能光子水中剂量分布测量的指形电离室，外电极连接到外电极支杆；收集极一端伸到电离空腔内部，另一端连接到收集极塞子；收集极塞子一端紧卡住收集极，另一端焊接到线缆内芯上；保护极一端通过帽檐紧压连接到线缆的保护地上，另一端延伸到灵敏体积边缘齐平；第四绝缘子隔离保护极和收集极，第三绝缘子塞进第四绝缘子内部，第二绝缘子隔离保护极和外电极，线缆穿过第一绝缘子再连接到收集极塞子和保护极；外电极支杆一端为连接锁紧螺柱的内螺纹，另一端为连接到外电极的外螺纹。本实用新型具有极间距小，稳定、有效测量点易于确定等优点，对光子吸收剂量的校准和沿线束入射方向剂量梯度变化较大区域的测量有明显的优点和较高的测量精度。

摘要： 本发明提供一种用于在皮肤组织(102)中的目标位置(110)产生多光子电离过程的非侵入性皮肤处理设备(200)。所述皮肤处理设备(200)包括被配置和构造用于产生激光束(106)的激光源(105)，将所述激光束聚焦到皮肤表面(103)下方的目标位置的光学系统(109、112)，以及等离子体单元(117)，其被配置和构造用于产生等离子体(100)使得，在使用中，等离子体的至少一部分穿透所述皮肤组织，用于在目标位置生成至少一个自由电子。皮肤处理设备还包括控制单元(123)，其被配置和构造成用于控制所述激光源和所述等离子体单元使得，在使用中，激光束的光的至少一部分被在所述目标位置产生的所述至少一个自由电子吸收，由此产生多光子电离过程。在产生多光子电离过程中利用等离子体的结果是，产生多光子电离过程所需的整体激光束强度，与仅使用激光束产生多光子电离过程的皮肤处理设备相比被减少。