强场激光驱动的分子非次序双电离的研究

摘要

强场非次序双电离包含了丰富的物理过程,并揭示了强场与物质相互作用中的电子关联效应。为了详尽地了解非次序双电离的物理过程及物理机制,有必要研究多方面因素对非次序双电离的影响。相比于原子,分子具有核间距这个附加的自由度。核间距对分子电离率的研究虽多,但目前还没有有关核间距影响分子非次序双电离中电子相关性的报道。另外,双色场也是研究和控制非次序双电离的重要工具,双色场强度比对原子、分子非次序双电离的影响也是值得探究的问题。本论文针对上述两个问题开展了以下工作的研究:
　　利用三维经典系综模型研究了核间距对氢分子双电离的影响。研究表明:氢分子双电离对核间距有强烈的依赖关系。(1)随核间距增大,氢分子双电离率先增大后减小,在R=4a.u.时取最大值;(2)分子轴与激光偏振方向垂直时,双电离增强现象在中等激光强度时更显著。(3)非次序双电离中电子关联性对核间距有强烈的依赖关系,依赖程度随分子轴与激光偏振方向夹角φ的增大而减小:φ=0时,相关动量谱包含丰富的相关模式,如(e,2e)碰撞模式、碰撞激发场致电离模式;φ=π/2时,不同核间距下的相关模式相似。利用经典势垒抑制模型和向后分析对这些计算结果进行了定性解释。这些计算结果显示了分子结构对强场分子相互作用的影响。
　　利用经典系综模型研究了正交双色场中氦原子和HeH+分子的非次序双电离。氦原子和HeH+分子双电离电子相关动量谱对双色场强度比有强烈的依赖关系,且该依赖关系与双色场相对相位φ有关。φ=0.25π时,随着强度比的增大,沿长波长激光电场偏振方向的相关动量谱从相关模式转变为反相关模式;φ增大时,相关动量谱随强度比的变化减小,相关动量主要分布在一、三象限。φ=0.45π时,HeH+分子的相关动量关于对称线px1+px2=0不对称且该不对称性随强度比增加而减弱。以上结果可通过非次序上电离中碰撞时间、碰撞角及碰撞能量随强度比的变化进行解释。此外,在给定强度比下,碰撞时间、碰撞角随相对相位φ的变化表明,可将正交双色场作为一种控制非次序双电离中相关电子动力学的有效工具。

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1 引言

1.1 研究背景及其意义

1.2 论文的主要工作

2 强场电离的基本物理过程

2.1 电离机制

2.2 非次序双电离

2.3 强场非次序双电离的电子相关性

2.4 本章小结

3 强场非次序双电离的理论模型

3.1 强场多体S-矩阵理论

3.2 含时薛定谔方程的数值积分

3.3 经典系综模型

3.4 本章小结

4 核间距对氢分子非次序双电离的影响

4.1 研究背景

4.2 氢分子的初始系综和电离判据

4.3 不同分子取向下核间距对氢分子双电离的影响

4.4 激光强度对氢分子电离增强的影响

4.5 本章小结

5 正交双色场强度比对分子非次序双电离的影响

5.1 研究背景

5.2 正交双色场中氢分子非次序双电离的研究

5.3 氦原子非次序双电离对正交双色场强度比的依赖关系

5.4 HeH+分子非次序双电离对正交双色场强度比的依赖关系

5.5 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录 攻读博士期间发表论文目录