激光技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了現(xiàn)代物理學(xué)的進(jìn)步,特別是飛秒強(qiáng)激光脈沖的出現(xiàn)使得人們能夠在極端條件下研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和原子及其內(nèi)部電子的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。近年來(lái),人們?cè)趯?shí)驗(yàn)上觀測(cè)到了一系列新奇的非線性物理現(xiàn)象,如閾上/高階閾上電離、非順序雙電離、高次諧波產(chǎn)生等,其中強(qiáng)場(chǎng)里德堡態(tài)激發(fā)作為一種新的強(qiáng)場(chǎng)現(xiàn)象,不僅被認(rèn)為是隧穿-再散射過(guò)程的重要補(bǔ)充,而且在光控化學(xué)反應(yīng)、中性粒子加速和量子信息等領(lǐng)域同樣有重要的應(yīng)用前景。本論文利用量子理論方法系統(tǒng)地研究了飛秒強(qiáng)激光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下原子的激發(fā)和電離動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。采用不同的光場(chǎng)參數(shù)我們研究了不同種類(lèi)原子體系中的電子動(dòng)力學(xué)行為,對(duì)強(qiáng)場(chǎng)中性里德堡原子激發(fā)和激發(fā)態(tài)對(duì)電離行為的影響進(jìn)行了深入的討論。在此基礎(chǔ)上,我們還進(jìn)一步發(fā)展了低頻激光場(chǎng)中研究原子激發(fā)態(tài)行為的Kramers-Henneberger量子方法,很好地解釋了相關(guān)物理現(xiàn)象。論文主要研究工作如下:（1）研究了稀有氣體原子的強(qiáng)場(chǎng)里德堡激發(fā)行為和里德堡原子的電離調(diào)控。通過(guò)理論計(jì)算,給出了中性激發(fā)態(tài)原子以及電子產(chǎn)量隨光場(chǎng)強(qiáng)度的改變規(guī)律,觀察到了兩種產(chǎn)量中的反向振蕩結(jié)構(gòu)。結(jié)合光場(chǎng)作用下激發(fā)態(tài)能級(jí)和電離閾值邊界的移動(dòng)以及偶極躍遷選... 

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 超快強(qiáng)激光脈沖作用下原子的電離
        1.2.1 多光子電離
        1.2.2 隧穿電離
        1.2.3 越壘電離
    1.3 基于重散射過(guò)程的三步模型
        1.3.1 高階閾上電離
        1.3.2 非順序雙電離
        1.3.3 高次諧波產(chǎn)生
    1.4 強(qiáng)場(chǎng)里德堡態(tài)激發(fā)
        1.4.1 強(qiáng)場(chǎng)里德堡激發(fā)的物理機(jī)制
        1.4.2 強(qiáng)場(chǎng)里德堡激發(fā)的研究進(jìn)展
            1.4.2.1 原子的強(qiáng)場(chǎng)里德堡激發(fā)
            1.4.2.2 分子的強(qiáng)場(chǎng)里德堡激發(fā)
    1.5 本論文的主要工作簡(jiǎn)述
第二章 理論方法
    2.1 全經(jīng)典系綜模型
    2.2 半經(jīng)典模型
        2.2.1 基于量子軌道分析的蒙特卡洛方法
        2.2.2 以強(qiáng)場(chǎng)近似方法為基礎(chǔ)的量子散射矩陣?yán)碚?br>    2.3 數(shù)值求解含時(shí)薛定諤方程
        2.3.1 偶極近似下的含時(shí)薛定諤方程
        2.3.2 激光電場(chǎng)的形式與原子的模型勢(shì)
        2.3.3 初始波包的制備
            2.3.3.1 哈密頓量的離散化表象
            2.3.3.2 虛時(shí)演化法制備基態(tài)電子波包
            2.3.3.3 傅里葉格點(diǎn)哈密頓方法制備基態(tài)電子波包
        2.3.4 含時(shí)波包的演化
            2.3.4.1 劈裂算符—傅里葉變換方法
            2.3.4.2 二階差分方法
        2.3.5 吸收勢(shì)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 中性里德堡原子的激發(fā)及其電離調(diào)控
    3.1 研究背景
    3.2 理論方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 近紅外激光場(chǎng)中原子的里德堡激發(fā)
        3.3.2 隧穿區(qū)原子的激發(fā)態(tài)產(chǎn)量和電子產(chǎn)量的強(qiáng)度調(diào)制結(jié)構(gòu)
        3.3.3 雙色激光場(chǎng)中里德堡原子的激發(fā)和電離動(dòng)力學(xué)調(diào)控
    3.4 小結(jié)
第四章 特殊角動(dòng)量態(tài)里德堡原子的制備與探測(cè)
    4.1 研究背景
    4.2 理論方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 特殊角動(dòng)量態(tài)里德堡原子的制備
        4.3.2 雙色單極性O(shè)HCP制備角動(dòng)量態(tài)過(guò)程分析
        4.3.3 高度簡(jiǎn)并的大角動(dòng)量態(tài)里德堡原子的分辨
    4.4 小結(jié)
第五章 原子共振激發(fā)態(tài)對(duì)閾上電離的影響
    5.1 研究背景
    5.2 理論方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 隧穿區(qū)不同原子結(jié)構(gòu)的光電子動(dòng)量譜
        5.3.2 多光子區(qū)原子束縛態(tài)能級(jí)對(duì)低能光電子動(dòng)量譜的影響
        5.3.3 原子激發(fā)態(tài)能級(jí)在光場(chǎng)作用下的實(shí)時(shí)布居
    5.4 小結(jié)
第六章 Kramers-Hennberger變換在求解強(qiáng)場(chǎng)問(wèn)題中的應(yīng)用
    6.1 研究背景
    6.2 理論方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 KH框架下多光子區(qū)和隧穿區(qū)的里德堡激發(fā)
        6.3.2 低頻激光場(chǎng)中KH近似的適用性
        6.3.3 低頻場(chǎng)中激發(fā)態(tài)原子的穩(wěn)定機(jī)制
    6.4 小結(jié)
第七章 總結(jié)和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Rydberg excitation of neutral nitric oxide molecules in strong UV and near-IR laser fields[J]. 呂航,張軍峰,左萬(wàn)龍,徐海峰,金明星,丁大軍.  Chinese Physics B. 2015(06)



本文編號(hào)：3688845