HD在超短脉冲激光场中超阈值解离动力学

摘要

随着超快激光技术的发展，人们在实验上和理论上都更加关注原子、分子与激光场的相互作用。特别是飞秒激光技术的出现，使得人们能够对分子反应动力学中的很多现象进行实时跟踪和探测。大气层光化学污染及臭氧层的破坏、激光分离同位素、激光化学气相沉积等都与分子光解离反应有关，因此分子的光解离反应动力学是一个很有意义的研究课题。由于结构简单，H2+及其同位素分子HD+成为人们研究光解离动力学的基本对象，在实验上和理论上都取得了重要的研究结果。量子波包动力学计算对于实验结果的解释和预测起着关键作用。 本文采用含时量子波包方法在理论上研究了飞秒激光场中HD+分子离子的超阈值光解离(ATD)动力学，理论计算的核心是求解含时薛定谔方程。基于玻恩-奥本海默近似，制备的波包同时在光耦合的基态1sσ和激发态2pσ势能曲线上进行演化。即HD+分子的光解离有两条通道，一条是通过基态解离为HD→D+H+，另一条是通过激发态解离为HD+→H+D+。文中采用傅立叶网格哈米顿(FGH)方法求解初始波包，采用分裂算符结合快速傅立叶变换(FFT)方法来演化波包。然后通过计算动量空间中几率流得到多光子超阈值光解离碎片的能量分布。最后通过分析HD+分子光解离碎片的能量分布，得到初始振动态、激光脉冲半高全宽、激光波长及强度等参数对光解离动力学的影响。从计算结果可以得出以下主要结论：基振动态以四光子解离为主，而第一、第二振动态则以三光子解离为主；随着激光脉冲半高全宽、波长、强度的增加，光解离所吸收的光子数也增加，即多光子现象愈加明显。对于上述动力学现象，文中采用光缀饰势理论予以解释。

目录

文摘

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引 言

1波包动力学基本理论和计算方法

1.1 Born-Oppenheimer近似

1.2分子势能面介绍

1.3波包理论

2光解离反应理论

2.1 强激光场中的缀饰态理论

2.2光解离基本理论模型

2.3计算中的单位制

3 HD+超阈值光解离动力学计算

3.1初始振动态对光解离的影响

3.2激光半高全宽对光解离的影响

3.3激光波长对光解离的影响

3.4激光强度对光解离的影响

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢