强场电离过程中光电子的自旋极化研究

发布时间：2022-12-08 06:23

　　自旋是电子的内禀属性,电子的自旋极化最近在强激光场电离原子产生光电子的过程中引起重视。光电子的自旋极化现象涉及光子的自旋和电子的自旋角动量及其转化问题,是近期强激光原子物理研究领域的热点之一。本论文采用全量子的非微扰散射理论,研究了强激光电离原子产生的光电子的自旋极化问题,发现了一种产生光电子自旋极化的物理机制。本论文的主要研究内容如下:（1）推导了自旋与轨道耦合表象中多光子电离过程的跃迁矩阵元以及相应的电离率公式。借助散射理论,在自旋-轨道耦合的表象中推导了多光子电离的跃迁矩阵元并得到不同自旋取向的光电子的电离率解析表达式。（2）研究了光电子自旋极化的物理机制,发现了能级共振时自旋极化才会显著的现象。由于自旋-轨道的耦合,不同轨道角动量的电子具有不同的束缚能,这表现为能级的塞曼分裂。我们发现,当下能级电子电离比上能级电离需要多吸收一个光子时,导致自旋极化较明显。（3）研究了不同角动量态中电离的光电子的极化度随激光频率的变化情况。在多光子电离区域,j=3/2态的电子比j=1/2态的电子的电离率高两个量级,因此在自旋极化研究中j=3/2态占主要影响。研究发现,发生共振电离时,激光频率越高... 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 激光的发展史和强场过程的电离机制
    1.2 理论和实验中关于自旋极化研究的进展
    1.3 强场电离中自旋极化的研究意义
    1.4 本文研究内容和目的
第2章 电子在强激光场中运动的稳态解
    2.1 单模激光场中的Volkov态
        2.1.1 类薛定谔方程推导
        2.1.2 相干变换和压缩变换
        2.1.3 积分方法得到Volkov态
        2.1.4 求解贝塞尔函数
    2.2 作图法则得到多模激光场的Volkov态
    2.3 本章小结
第三章 强场电离中自旋极化光电子电离率
    3.1 跃迁矩阵元
        3.1.1 矩阵元
        3.1.2 电离率
    3.2 类氢原子波函数的推导
    3.4 自旋极化电子的电离率
    3.5 本章小结
第四章 强场电离中光电子的自旋极化问题研究
    4.1 光谱线的精细结构
    4.2 塞曼效应
    4.3 能级共振电离的理论研究
    4.4 每个电离态对电离率的贡献
    4.5 角动量j=3/2态时光电子的自旋极化
    4.6 角动量j=1/2态时光电子的自旋极化
    4.7 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Theoretical study on non-sequential double ionization of carbon disulfide with different bond lengths in linearly polarizedlaser fields[J]. 宋凯莉,于伟威,贲帅,徐彤彤,张宏丹,郭培莹,郭静.  Chinese Physics B. 2017(02)
[2]自旋电子学研究进展[J]. 颜冲,于军,包大新,陈文洪,朱大中.  固体电子学研究与进展. 2005(01)
[3]原子能级精细结构中一些问题的分析[J]. 杨德田,苏辉.  安徽大学学报(自然科学版). 1989(01)

博士论文
[1]强激光场驱动的原子非次序双电离研究[D]. 李盈傧.南京大学 2016



本文编号：3713724