强激光场中一氧化碳分子电离与解离的实验研究

发布时间：2021-01-17 16:20

　　随着超强、超短脉冲激光技术快速发展,强激光场与原子分子的相互作用也成了大家的研究热点之一,并表现出了许多新奇的物理现象,如多光子电离（MPI）、隧穿电离（TI）、越垒电离（OTBI）、阈上电离（ATI）、非顺序双电离（NDSI）等。分子在强激光场中被电离后,在库仑力的作用下分子离子会解离成多个碎片离子,即库仑爆炸（Coulomb Explosion,CE）。通过测量解离后碎片离子的动能,可以得到分子在强激光场中的电离、解离等信息,为人们研究分子在强激光场中的动力学过程提供了重要数据。本文基于超高真空飞行时间质谱仪,研究了CO分子在飞秒激光场中的电离和解离行为。主要工作如下:首先,对相关的程序进行了优化。优化了飞行时间的模拟程序,实现了对大量带电粒子飞行时间的准确模拟;优化了数据采集及在线处理程序,使得寻峰更加准确并且给出“无峰”和“多峰”的比例,及时发现数据中的坏点;编写了一套寻焦程序,直接得出焦斑移动对采集的离子数目的影响。其次,完成了相关的研究工作。（i）通过测量Ar⁺的产额随激光能量的变化曲线并与ADK理论的计算结果进行对比,实现了对激光功率密度的准确测量。... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

啁啾脉冲放大技术（CPA）原理

图 1.2 激光功率密度发展史[1]光与分子相互作用.1 多光子电离（MPI）和阈上电离（ATI）光与气体相互作用的过程中会有多种物理过程发生，如多光子阈上电离、非顺序双电离、越垒电离等。当激光与原子或分子或分子同时吸收多个光子而发生了电离，这一过程就称为多photon ionization, MPI）[7-8]，如图 1.3（a）所示。在较低的激光离可以由 LOPT（Lowest-OrderPerturbationTheory）理论[7,9,10子的电离率可以由下面的式子得到nn n I 是电离所需要吸收的最少光子数目，σn是广义截面，I 是激光[11]

图 1.3 三种不同的电离机制[12]。（a）多光子电离（MPI），（b）隧穿电离（TI），（c）越垒电离（OTBI）1979 年，Agostini 等人[13]在测量惰性气体原子的电子能谱时，发现电子吸收的光子数可以多于电离所需要的最少光子数，这个现象被称作阈上电离（Above-Threshold ionization, ATI）[13-14]。换言之，原子或分子在发生电离时，不仅需要吸收电离所需的最少光子数，还需要额外吸收一定量的光子。对于低能量下的阈上电离，依然可以用微扰理论解释，Gontier 等人[15]将公式 1-1 进行推广得到电离率的表达形式n sn sI （1-2）式中 s 为发生电离所需要额外吸收的光子数。对于阈上电离，电子的动能遵守爱因斯坦的光电效应方程 kE n s W（1-3）式中，n 是电离所需最少光子数，s 是额外吸收的光子数，W 是原子的电离势。

【参考文献】：
博士论文
[1]强激光场中原子分子的单电子以及多电子动力学理论研究[D]. 张斌.国防科学技术大学 2015



本文编号：2983200