双波长飞秒激光场驱动分子电离解离控制研究

发布时间：2021-10-26 03:06

　　作为可控单分子反应的基本过程,激光场作用下分子电离解离过程的研究引起了人们广泛的关注。时频域精密控制的超快激光场,尤其是载波包络相位稳定的周期量级近红外飞秒激光脉冲和双波长飞秒激光脉冲,是控制分子定向电离解离的有效工具。分子的定向不对称电离解离控制已经从最简单的氢气分子,扩展到复杂的双原子分子、三原子分子以及多原子复杂分子体系,从单电子电离控制到多电子电离控制,从一维控制到二维控制。本文利用相对相位精确控制的基频光及其倍频光构成的双色飞秒激光场,结合冷靶反冲动量符合测量谱仪,通过符合探测激光诱导产生的电子和离子的三维动量,开展超快飞秒激光场作用下分子定向不对称电离解离控制的研究。主要的研究成果和创新点包括以下几个方面:正交双色激光场控制一氧化碳分子二维不对称解离通过精密调控正交偏振双色飞秒激光场的相对相位,实验实现一氧化碳分子双电离库仑爆炸通道二维不对称定向解离的精确控制。依赖于正交双色光场波形在时空演化,其电离解离产生的低能通道主要是来源于次序双电离过程,而高能通道主要来源于非次序双电离过程。该结果一方面实现了一氧化碳分子二维不对称解离的控制,而且为利用角度分辨的离子能量理解超快激光... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-8分子不对称解离的示意图

引言 在某个原子核上。图 1-9 给出了双色场作用下氢气分子单电离解离的路径，当 H2+离子在基频光三光子耦合点、倍频光的单光子耦合点以及基频光的单光子耦合点时能够在 1s g+和 2p u+态之间耦合跃迁。由于 1s g+和 2p u+态之间的对称性相反，奇态波函数与偶态波函数的相干叠加导致 H2+离子解离过程中电子最终局域在某个原子核上。

2.1.2 载波包络相位稳定系统载波包络相位的偏移量（carrier-envelope offset，CEO）与频谱偏移频率 fCEO以及振荡器的重复频率 frep之间的关系为： 2π ， （2-1）因此，可以通过锁定频谱偏移量 fCEO实现载波包络相位偏移量的锁定。fCEO的测量方法是探测高频信号与低频信号倍频或差频干涉所产生的拍频信号（beatsignal），也被称为 f-to-2f 方法[90-94]。经过 f-to-2f 非线性晶体后的光谱如图 2-2所示。利用声光调制器（acousto-opticfrequencyshifter，AOFS）改变时域内的波形[95-98]，实现激光脉冲频谱偏移量 fCEO的锁定。当相位漂移过大时则通过改变腔内斜劈插入量进行相位补偿。选取经过声光晶体之后的布拉格衍射负一级光的作为输出脉冲，输出脉冲激光的功率为 175 mW。


本文编号：3458699