分子团簇在飞秒激光场中电离及其电子和离子成像研究

发布时间：2024-04-09 00:59

　　最近几年来,超短飞秒激光与团簇相互作用的理论和实验研究一直是一个非常活跃的领域。超短脉冲与团簇作用是研究复杂体系多电子动力学以及核动力学的重要体系,并且作用所产生的高能离子和电子也是触发物质之间相互作用的重要媒介,其中利用强激光场对团簇进行电离将诱发高度复杂的电子和核的动力学过程,其演化动力学时间尺度横跨纳秒至阿秒,并且涉及大量的粒子间相互作用的基本问题。其中强近红外(NIR)飞秒激光脉冲与团簇相互作用在超快激光场中包含多种复杂的电离机制,如受挫电离复合、直接电离、电子热化、电子碰撞激发后自电离、激光驱动的电子再散射、等离子体中准自由电子和多个激发离子的少体关联衰变过程等等。由于团簇系统本身比原子分子复杂的多,因此许多关于团簇电离的物理机制尚未得到很好的解释。本文以两种不同的分子团簇(氨气团簇、乙醇团簇)为例,利用离子速度成像装置(VMI)测量得到了团簇在强激光场中电离产生的飞行时间质谱、电子和离子成像,研究了分子团簇与强飞秒激光相互作用的物理机制。首先我们利用电子成像方法,得到了不同光强和波长条件下氨气团簇的电子动量分布和相应的电子动能分布,对于电子动量不同区域的分布特征给出了解释和...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1团簇形成示意图[23]

第一章绪论21000个原子）。图1.1描述了分子团簇的形成过程[23]。因此，对团簇在强光下性质的研究是一个引人入胜的主题，因为它使人们可以了解物质的基本性质是如何演化的，有助于建立强场下单个原子的性质与大块固体中集体效应研究之间的桥梁。图1.1团簇形成示意图[23]1.2激光技....

图1.2原子、分子和团簇电离机制示意图[33]

第一章绪论5经过直接电离离开团簇的电子在超快电场中振荡获得能量，这些振荡电子获得的能量主要通过非弹性散射贡献给团簇。物理学中将电子在激光场的作用下转向并与母体离子发生碰撞的过程称为再散射。在这一过程中，大部分电子会沿着原有运动方向偏离一个小角度前进，称为前向散射，少部分电子发生大....

图1.3团簇电离的三步模型[35]

第一章绪论6场电位的加深，从而使更热的电子被捕获。团簇的电离过程如图1.3所示。可以认为是强激光与团簇相互作用的三步模型[35]。图1.3团簇电离的三步模型[35]1.3.4电离点火模型（IIM）准自由电子的外电离和能量吸收导致了团簇中正电荷无法补偿和电子温度的升高，因为团簇的整....

图1.4[36]团簇电离增强的IIM机制示意图

第一章绪论7图1.4[36]团簇电离增强的IIM机制示意图。蓝色代表团簇内的电常在通过超快脉冲进行电离时（绿色箭头，右），电场发生移动，许多离子（蓝色圆圈之外）没有与相邻电子隔离。1.3.5集体电子运动（CEM）模型随着团簇尺寸的增加，预计集体电子效应（即电子撞击）[21]将在整....

本文编号：3949073