激光场中分子的定向和电离动力学理论研究

发布时间：2020-11-05 03:03

　　 研究光与物质相互作用是分子反应动力学的一个重要研究课题,同时也是化学、生物学、医学、农学、材料学和微电子学等其它学科感兴趣的研究题目。它在高新技术领域,如量子电子器件、微纳加工技术、LED(light-emitting diode)及自发光材料、激光治疗技术、精密测量技术等方向有着重要的应用。利用激光脉冲控制分子的定向和取向及光电离动力学过程是分子反应动力学领域的一个重要研究方向。本学位论文采用含时量子波包理论方法,求解薛定谔方程,从理论上研究了在激光场中双原子分子的定向和电离动力学过程。主要工作包括以下两个方面:(1)以极性双原子分子LiH作为研究对象,使用飞秒双色脉冲链和单周期太赫兹脉冲来控制分子的定向。使用飞秒双色脉冲是为了产生高的分子振动态,使用单周期太赫兹脉冲是为了产生转动跃迁并对分子进行定向。计算结果表明双色脉冲链奇偶数目N对定向度有不同的影响。当N=1、3和5等奇数时,定向分子的布居主要分布在ν=1振动态;当N=2、4和6等偶数时,定向分子的布居主要分布在ν=0振动态。其中计算得到的最大正向和负向分子定向度分别为0.58和-0.63。(2)研究分子定向对其电离过程的影响。首先我们用一束单周期太赫兹脉冲(THz SCP)对处于基态的NaK分子进行预定向处理,然后利用飞秒泵浦和探测脉冲依次对预定向分子进行激发和电离。讨论了分子定向寿命和定向度对电离几率、角分辨光电子谱和光电子角分布的影响。研究结果表明电离几率、角分辨光电子谱和光电子角分布与基态定向分子的定向度和定向寿命密切相关。在定向寿命内,定向度越高,电离几率就越大,光电子信号就越加集中在一个小的角空间区域。另外,我们讨论了因泵浦与探测脉冲叠加而产生的Autler-Townes(AT)分裂现象。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN24
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 基本理论和计算方法-含时量子波包理论
    1.1 Born-Oppenheimer近似
    1.2 其他近似方法
    1.3 波包的计算和演化
2 利用双色脉冲链和太赫兹脉冲组合控制分子定向
    2.1 研究背景
    2.2 理论模型
    2.3 结果与讨论
    2.4 本章小结
3 分子定向对光电离过程的影响
    3.1 研究背景
    3.2 理论模型
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 NaK分子的定向过程
        3.3.2 定向寿命对光电离过程的影响
        3.3.3 定向度对光电离过程的影响
    3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

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本文编号：2871026