非对称线性分子在强激光场中隧穿电离的理论研究

摘要

强激光与分子的相互作用会产生一系列新奇的非线性现象，如高能阈上电离（HATI）、非顺序双电离（NSDI）、高次谐波的产生（HHG）等，而隧穿电离（TI）是分子发生这些强场现象的第一步，对隧穿电离的研究有助于理解这些复杂的重散射过程。通过研究分子取向依赖的隧穿电离速率，我们可以了解分子轨道的对称性,这比采用高次谐波的全息成像术更加简单、直接。理论上，上述电离现象可以求解基于单电子近似（SAE）的含时薛定谔方程（TDSE）或者通过含时密度泛函理论（TDDFT）等方法计算。然而这些方法都太耗费时间，所以一些简单的理论模型就应运而生，如分子隧穿电离理论（MO-ADK）、分子强场近似理论（MO-SFA）。其中MO-ADK理论对电离速率有简单的解析公式，而且在隧穿区域能够给出比较准确的结果，从而得到了广泛的应用。Keldysh参数γ是研究强激光与物质相互作用的重要参数。当γ＞1时，多光子电离占主导；当γ＜1时，主要发生隧穿电离。
　　本论文的主要工作是为MO-ADK理论计算非对称线性分子在强激光场中电离速率所用到的精确分子结构参数。首先我们采用LBα模型数值计算了线性分子势能，然后通过B样条函数展开求解非含时薛定谔方程（TIDSE）得到具有正确渐近行为的分子波函数，再用这些波函数为123个非对称线性分子的最高占据轨道拟合了精确的分子结构参数，这些结构参数为人们用MO-ADK理论研究相应分子的隧穿电离具有非常重要的意义。另外我们通过窗算符技术（WOT）计算了氢原子的光电子能谱，与投影技术(PT)相比，WOT技术最大的优势是不需要计算原子的连续态。

目录

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西北师范大学研究生学位论文作者信息

第一章 绪论

1.1 激光技术的发展

1.2 强场物理

1.3 强场电离

1.4 本论文的主要工作

参考文献

第二章 强激光与原子分子相互作用的基本理论与方法

2.1 强激光与原子分子相互作用的基本理论概述

2.2 隧穿电离理论

2.3 强场近似理论

2.4 强激光场中原子阈上电离理论

参考文献

第三章 分子隧穿电离理论中结构参数的确定以及氢原子光电子能谱的研究

3.1 引言

3.2 理论方法

3.3 计算和讨论

3.4 结论

参考文献

第四章 总结与展望

4.1 总结

4.2 展望

攻读硕士期间发表和完成的研究论文

致谢