本文選題：閾上電離 + 非順序雙電離　； 參考：《華中科技大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：超快強(qiáng)激光脈沖的出現(xiàn),使得光與物質(zhì)相互作用的研究進(jìn)入一個(gè)全新的階段。這種超快強(qiáng)激光脈沖與原子分子相互作用出現(xiàn)了一系列傳統(tǒng)微擾理論無法解釋的高階非線性現(xiàn)象,如閾上電離、非順序雙電離、高次諧波產(chǎn)生和庫倫爆炸等。在這些高階非線性現(xiàn)象中,閾上電離作為在原子尺度上探測原子分子結(jié)構(gòu)及超快電子動(dòng)力學(xué)過程的有力工具,受到越來越多的關(guān)注。另外,在非順序雙電離中兩電子之間呈現(xiàn)出很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,這為人們研究自然界中電子關(guān)聯(lián)這一普遍現(xiàn)象提供了一種簡單效的途徑。因此,閾上電離和非順序雙電離逐漸成為強(qiáng)場物理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本論文主要圍繞閾上電離和非順序雙電離開展以下幾方面的工作： (1)通過結(jié)合數(shù)值求解三維含時(shí)薛定諤方程和基于強(qiáng)場近似的量子軌道模型,我們系統(tǒng)地研究了紅外激光脈沖驅(qū)動(dòng)原子閾上電離中的電子干涉。這些干涉包括直接電子間的干涉和直接電子與散射電子間的干涉。通過選擇特定的量子軌跡,在光電子動(dòng)量譜中獲得了相應(yīng)的干涉結(jié)構(gòu)。這為人們理解強(qiáng)場閾上電離的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了有力指導(dǎo)。 (2)研究了不同分子結(jié)構(gòu)下阿秒極紫外脈沖驅(qū)動(dòng)的分子光電子全息。通過結(jié)合紅外激光脈沖和阿秒極紫外脈沖,直接電子波包間的干涉被抑制進(jìn)而在光電子動(dòng)量分布中獲得了清晰的全息干涉結(jié)構(gòu)。并且,這種全息干涉結(jié)構(gòu)對于分子結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的依賴性。對于電子云集中在分子軸上的具有。對稱性的分子軌道,全息干涉結(jié)構(gòu)中的干涉峰的數(shù)量隨著分子軌道節(jié)點(diǎn)軸的增加而增加。另外,對于這種分子軌道,沿著激光偏振方向的光電子動(dòng)量譜中干涉峰的位置和數(shù)量強(qiáng)烈地依賴于分子核間距。而對于電子云呈離軸分布的具有π對稱性的分子軌道,在光電子動(dòng)量分布中有一個(gè)節(jié)點(diǎn)線存在,并且這一節(jié)點(diǎn)線與激光偏振方向重合。這些結(jié)果表明阿秒極紫外脈沖驅(qū)動(dòng)的光電子全息可以作為分子結(jié)構(gòu)成像的有力工具。 (3)研究了強(qiáng)紅外激光場中不同分子排列下雙原子分子的阿秒光電離,結(jié)果表明光電子動(dòng)量譜中的全息干涉結(jié)構(gòu)對分子排列有很強(qiáng)的依賴性。當(dāng)激光脈沖偏振方向不與分子的對稱軸重合時(shí),在光電子動(dòng)量分布中的全息干涉結(jié)構(gòu)中將出現(xiàn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)線。隨著分子軸與激光脈沖偏振方向的夾角逐漸增大,這一節(jié)點(diǎn)線也隨之發(fā)生變化。通過仔細(xì)檢查電子波函數(shù),我們發(fā)現(xiàn)全息干涉結(jié)構(gòu)對分子排列的依賴性源于電離時(shí)刻連續(xù)電子波包的空間振幅分布的非對稱性。 (4)研究了正交雙色場驅(qū)動(dòng)的原子非順序雙電離中的關(guān)聯(lián)電子動(dòng)力學(xué)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)電子動(dòng)量分布強(qiáng)烈地依賴于正交雙色場的相對相位。通過追蹤雙電離軌跡的歷史,我們發(fā)現(xiàn)通過改變正交雙色場的相對相位可以在阿秒時(shí)間精度上控制再碰撞電子波包的回復(fù)時(shí)間。碰撞之后,一個(gè)電子立即被電離而另一個(gè)電子或是處于激發(fā)態(tài)或是被立即釋放。通過調(diào)節(jié)正交雙色場的相對相位,同樣可以在阿秒時(shí)間精度上控制激發(fā)電子的電離時(shí)間。這種對再碰撞電子波包的回復(fù)時(shí)間和激發(fā)電子的釋放時(shí)間的阿秒控制造成了雙電子關(guān)聯(lián)行為對相對相位的依賴性。
[Abstract]:In this paper , a series of high - order nonlinear phenomena , such as threshold ionization , non - sequential double ionization , high order harmonic generation and Coulomb explosion , have appeared in the interaction of superfast intense laser pulses with atomic molecules .

( 1 ) Based on the numerical solution of the three - dimensional time - dependent Schrdinger equation and the quantum orbit model based on the strong field approximation , we systematically studied the electronic interference in ionization of the infrared laser pulse - driven atomic threshold . The interference includes the interference between the direct electrons and the interference between the direct electrons and the scattered electrons . By selecting a specific quantum track , the corresponding interference structure is obtained in the photoelectron momentum spectrum . This provides a powerful guidance for understanding the experimental results of ionization on the strong field threshold .

In addition , for the molecular orbital with symmetry , the number of interference peaks in the holographic interferometry is strongly dependent on the molecular nuclear distance .

( 3 ) The photoionization of two atomic molecules in a strong infrared laser field is studied . The results show that the holographic interferometry has a strong dependence on the molecular arrangement . When the polarization direction of the laser pulse does not coincide with the axis of symmetry of the molecule , a node line will appear in the holographic interference structure in the electron momentum distribution . As the angle between the molecular axis and the polarization direction of the laser pulse increases , the node line changes . By examining the electron wave function carefully , we find that the dependence of the holographic interference structure on the molecular arrangement is derived from the asymmetry of the spatial amplitude distribution of the continuous electron wave packet at the ionization time .

It is found that the relative phase of the correlated electron momentum depends strongly on the relative phase of the orthogonal two - color field . By tracking the history of the double ionization trace , we find that by changing the relative phase of the orthogonal double - color field , the ionization time of the excited electrons can be controlled by changing the relative phase of the orthogonal double - color field . By adjusting the relative phase of the orthogonal double - color field , the dependence of the double - electron correlation behavior on the relative phase can be controlled by adjusting the relative phase of the orthogonal double - color field .

【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O572.322

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