利用超短激光脉冲链控制双原子分子布居转移

摘要

随着超短激光脉冲的获得，近年来利用超短激光脉冲模拟原子、分子的动力学过程已经成为一个热点研究方向，而布居转移是该领域一个重要的研究课题。本文通过求解含时量子波包得到波函数，并用光诱导势能面绝热通道技术对Na2分子进行数值模拟，最后利用超短激光脉冲链作用于Na2分子对其二能级系统以及三能级系统的布居转移进行探究。 在二能级系统中，我们使用一束超短激光脉冲链控制Na2分子布居转移，研究了脉冲个数以及半高全宽对布居转移的影响。在三能级系统中，我们用两束有延迟时间的超短激光脉冲链控制Na2分子布居转移，研究了脉冲对数目、半高全宽、延迟时间、probe激光脉冲链的重复周期以及相对相位对布居转移效率的影响。此外，还研究了两束激光脉冲链半高全宽不相等时布居转移的效率，并分别给出了相应的计算结果和理论分析。 结果表明，超短激光脉冲链是一种高效可行的控制布居转移的方案，可以通过调节激光参数控制布居的转移。在很大的激光参数范围内，激光脉冲链的脉冲对数目以及半高全宽对布居转移效率有很大的影响，并且随着脉冲对数目的增加以及半高全宽的增大，可以在较小的激光强度下实现布居的高效转移；通过优化两束脉冲链之间的延迟时间可以增加布居的转移效率，当延迟时间τ-3.25T时，布居转移效率达到最大值；probe激光脉冲链的重复周期也会影响布居转移的过程，当重复周期较大时，由于相邻脉冲之间的耦合变弱，需要较大的激光强度才能实现布居的完全转移；相对相位以及两束激光脉冲链的半高全宽不相等也会影响布居转移效率，如果相对相位φ-0或者两束激光脉冲链的半高全宽不相等，布居就不能高效地转移到目标态上。因此，在数值模拟过程中，为了实现布居的高效转移，我们始终选取相对相位φ-0以及两束激光脉冲链的半高全宽相等。 超短激光脉冲链的使用实现了较低强度下布居的高效转移，和单个激光脉冲相比，这是一种适用于更广的激光参数范围并且更有利于实验操作的方案。

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