正交偏振双色激光场中氩原子非序列双电离的理论研究

发布时间：2020-08-10 11:23

【摘要】：随着激光脉冲技术的发展,强场电离的研究已经成为强场物理的重要课题之一。其中,强场作用下原子或分子的非序列双电离引起了人们的广泛关注。它不仅体现了电子与激光场的相互作用,更揭示了电子之间的关联特性,是自然界中最常见的多电子相互作用过程之一。为了探索强场作用下非序列双电离的动力学过程和物理机制,我们就要对其多种影响因素进行研究。其中,各种形式的激光及其可调参数对电子间关联性的影响是非常值得研究的问题。本文采用的是正交偏振双色激光场对氩原子的非序列双电离进行研究,希望揭示原子非序列双电离的动力学过程和双电子间关联行为。同时,还研究了该激光场对原子非序列双电离的控制作用。为了更好的实现理论研究,人们发展了多种计算方法。例如:经典理论方法、半经典理论方法、以及求解量子方程的方法,它们都能很好的与实验结果相符合。其中,经典理论方法由于其高效、计算量少的特点,被人们广泛使用。本文采用求解经典方程的方法,来研究非序列双电离中电子间的关联效应。首先,我们应用经典理论方法,理论上研究长周期正交偏振双色激光场对氩原子非序列双电离的影响。我们通过对两束激光的不同场强比下,双电离产额随激光场强度的变化曲线进行分析,发现当相对场强比较小时,激光场的相对相位对双电离产额影响较小。当相对场强比增大时,相对相位对双电离产额的影响不可忽略。这是因为当第二束激光场与第一束激光强度相当,相对相位更大程度地决定了激光场的波形,对双电离过程产生较大影响。通过对不同场强比和相对相位下的激光场形状及离子反冲动量、电子关联动量谱进行模拟,我们发现二价氩离子的动量分布情况与激光场矢势是对应的。说明长周期正交偏振双色激光场中,二价氩离子的电离动量主要受到激光场相对相位和相对场强比的影响。其次,采用经典理论方法,研究短周期正交偏振双色激光场中CEP对于氩原子双电离的影响。通过对不同CEP下,氩原子双电离产额随激光场强度的变化曲线进行模拟,我们发现短周期激光场中存在CEP效应,并且随着相对相位的改变,CEP效应的程度会出现变化。根据对电子间排斥能、双电子能量随时间变化分布情况进行模拟,我们能够分析出不同相对相位下的电离通道情况。电离通道清晰的,对应CEP效应也更明显。进一步,将两种电离通道RII、RESI进行分离,分析不同相对相位下CEP对两种电离通道比率的影响。结果发现,载波包络相位可以实现对电离通道的开关控制,电离通道越复杂,CEP效应越不明显;电离通道越清晰,CEP效应越明显。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN24;O56
【图文】：

.2 多光子的电离过程图示（引于文人们最早发现并且是最基本的强场物时，会有电子出射。且电子出射能量，光的强度影响电离数目，光强越大电离是指当激光场强低于 1014W/cm2到连续态的过程（如图 1.2）。当光，也就是费米黄金法则：nn n I，， n 是原子电离所需要的最小光子原子中价电子会与激光场发生耦合，，此时低阶微扰理论不能试用。

图 1.3 阈上电离电子能谱（引于文献[25]）电离和越垒电离加激光足够强时（通常在 1014PW/cm2量级上），强激光可视为原子核的库仑势压低形成一个势垒，且场强越大，形成的势垒可直接隧穿过势垒从而电离，这种电离方式称为隧穿电离。如

图 1.3 阈上电离电子能谱（引于文献[25]）穿电离和越垒电离加激光足够强时（通常在 1014PW/cm2量级上），强激光可视为静电场原子核的库仑势压低形成一个势垒，且场强越大，形成的势垒越窄越可直接隧穿过势垒从而电离，这种电离方式称为隧穿电离。如图 1.4（

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本文编号：2788016