相对相位对双色激光场中线性多原子分子离子增强电离行为的影响

相对相位对双色激光场中线性多原子分子离子增强电离行为的影响 相对相位对双色激光场中线性多原子分子 离子增强电离行为的影响 的含时薛定谔方程,研究了一维多原子分子离子 在权色(基频:780tUI1,二倍频:390Il1)激光场中的增强电离行为给出了相对相位对不同核间 距处的电离概率的 影响计算结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,在发牛增强电离行为的桉问处.相对相位对电离概率的影响最为着用标 准静场电离摸 型给}l{了台理解释 关键词:双色激光场,相对相位,增强电离 PACC:4250 1引言 近几年来,强激光与物质的相互作用已成为现 代物理学中的一个极为活跃的领域.分子或分子离 子在强激光场中的动力学行为已引起了广泛的关 注..1995年Bandrauk和Corkun发现了”电荷谐 振增强电离效应”,表明了强激光场中分子首先软化 至临界键长R.随后迅速电离.剩下的正离子因库 仑排斥而迅速分离(“库仑爆炸行为)’,并分别从 实验和理论上证明了分子增强电离(E1)的存 在研究表明,和在双色激光场中也同 样能够发生增强电离现象.本文是采用短时指数 传播于的对称分割法…和快速傅里叶变换技术数 值求解了一维含时薛定谔方程,研究了双色激光场 中线性多原子分子离子的增强电离行为 2理)=E(f)P :f(){EfCOS(forf)+Ehc0s(叫h+))P,(3) 其中,E和,分别为基频和倍频光波的电 场幅值和角频率,p为两激光场的相对相位,f【)为 脉冲的包络因子,取为 厂(f) sin(,-ttt2T.),o??To; 1,?’??n;( 41 co(?(一To一T)t2), +T?’?T++Ton, 其中T=T=2,5倍光波周期,分别为激光波的 上升和下降时间,T=5倍光波周期,为激光脉冲的 常幅值段. 在外加激光场作用下,体系的薛定谔方程为 . a(,)—一 = (一{+v(R+)),f)_(5) 其解的形式为 (,f+A) 2l56物理学报50卷 =ex (iz({一(,)一))) (6) 在求解(6)式中,使用短时指数传播子对称分割的方 法可将误差降至(?)量级.’,?为时间步长, 此时 (,,+?f)= 唧t {)exp(一_?i((R,)+) …pt 1).1)+o(a?.(7) 利用(2)式中求出的波函数为初始渡函数.,由方 程(7)可得到波函数在激光场中随时间的演化过程 由于动能传播子与势能传播子是不对易的使 用快速傅里叶变换,可将坐标波函数变换到动量表 象,这样指数动能算符作用在波函数上变成了相乘 关系,再经过逆快速傅里叶变换,将动量波函数变换 回坐标空间. 在计算中,为了确保波函数归一化,我们选取 I一I?4096a.u.为波函数的空间扩展区,计算空 间就在此范围内.当波函数接近边界时,为了避免 波函数反射回计算空间而影响计算结果,采用cosi/8 作为模糊函数来吸收这非物理波函数,由于这些波 函数已远离核,因此可用来表示电子电离.模糊函 数的表达式取为 ,(X)= co8(?(一widtx—))/2(一一widtx) 一 一??一widtx, 1,一widtx<<widtx, coil(?(—w/dtx))/2(一widtx), “??一, (8) 其中取Jwidtxl-400a.u.,略小于JxJ,一JwidtxJ ??1wid~xI为光与分子离子的相互作用区,在激 光脉冲末计算电离概率. 3计算结果与讨论 本文计算了N=5和7的线性多原子分子离子 在双色激光场中的增强电离情况双色激光场由波 长为780nln的基频光渡和其二倍频光波组成,基频 激光的强度为12x10W/ci112,二倍频激光的强度 为0.3x10”W/c. 图1(a)给出N=5的线性多原子分子离子在相 对相位为0,n/2和时,电离概率与核间距R的关 系从图中可以看出,三种情况下都表现出了增强 电离特性,并且发生增强电离处的核间距的范围也 大致相同,在3.2—5.9a.u之间.另外还可以看 到,在发生增强电离行为的核问距范围内,相对相位 对电离概率的影响十分明显,例如,在R=4.4a.u. 处,相对相位为0,,2和时的电离概率分别为 509%,18.5%和55.1%.而当核间距再增大时,相 对相位对电离概率的影响变得越来越小. * 鞋 犍 图I不同相对相位时电离概率与原子阃距的关系 图1(b)给出?=7的线性多原子分子离子在不 同相对相位时的电离概率与R的变化关系.图中 同样表明在不同的相对相位时都出现了增强电离现 象,在不同的核间距范围内,电离概率受相对相位的 影响程度也不一样,核间距在2.6—5.3a.u.范围 时,相对相位对电离概率的影响大,当核问距大于 6.5a.u.时,相对相位的影响变得很小. 相对相位对电离概率的影响可以用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 静场电 离模型来解释.使用短时指数传播子对称分割法, 让体系在峰值场作用下从自由场的基态渡函数 ()开始演化,即 \*謇挂 期王训春等:相对相位对双色激光场中线性多原于分子离子增强电离行为的影响 图2N=5的线性当原于分子离在=0,,2和时的场辗饰势,分别 为876x10.759×10.和4+3810..nu,实线为场诱导志能级的位置,虚 线为隧穿电离的可能性 )一i{,) ?exp(一iAt((R,)+xE)) ?exp (iAz1), 其中E,为双色激光场的最大强度.然后计算归一 化的自相关函数a(1):l(,1)()dx,q() 经傅里叶变换后得到场诱导态这意味着经作用 后基态波函数(,1)可以用这些场诱导态展开, 而.(,1)与()的自相关度表明了展开的权 重.以N=5的多原子分子离子为例,计算了R= 4.4a.u,相对相位为0,2和?时的场诱导态情 况,相应诱导态能级的数值列于表1.将场诱导态的 能级叠加在场缀饰势r(R,),上,之后得到 图2,图中右上角给出场诱导态的能级结构.从图中 可以看出,在不同相对相位情况下,场缀饰势的形状 和场诱导态能级的相对位置也都不相同.图2(b) 与(a)和(c)相比,它有更多的能级陷落在势阱中, 只有n=6,7,8的能级摆脱了势阱的柬缚(用箭头 表示),从而具有一定的电离概率,但总的电离概率 要小得多.囝2(c)与(a)相比,虽然陷落在势阱中 的能级多,但是它的能级较浅(从表1可以看出),结 果总的电离概率较大.由此可知,在发生增强电离 的核间距范围内,由于不同相对相位的双色激光场 对缀饰势形状和诱导态能级的影响程度不同,导致 了电离概率不同. 2158物理学报50卷 4总结 本文研究了线性多原子分子离子在双色激光场 中的增强电离行为,发现在发生增强电离行为的核 间距范围内,电离概率受相对相位影响较大,而其他 核间距处的电离概率随相对相位变化很小利用标 准静场电离模型给出了合理的解释 奉课题得到中国科学院上海光学精密机械研究所强光 开放实验室的支持作者衷心感谢徐至展院十,李儒新研究 员的关心和帮助. ADB蚰dmuk.Mecu】inI—rFietds(Ma肿dDekker.New Yk.1994).P156 AGiusti—sllz,XHe.OAtabeke/a1.m.” (19qO),5I5 T.Zuo,A.DBandrattk.”,A52(1995),R2511 T.Seide~,MI…PBCorkum,Physc75 【1995),28I9 Sx}ineta/.SciCh/na,A41(1998).t98(inChine~)胡 紊必等.中国科学,A41(】998),I98 ]AIl_Leial,Chin.Lett.16(i999).264. 】GNGibsone/?f.Phys.Lett.79(【),2022 JTZuo,ADBan&auk,.,A-~4(】996),3254 ]MD.Fell,JAFleck,ASteiger,1Corapu:Phys.47(1982) 4I2 0jRWH~ther.HM.F~defiek,Ph3”~,A4,1(1991),7560 【1JJavanaJnen口f.,Phys..&(1988),3430 21RWH~ther,Compu~Phys+Commun.63(I991).446 INFLUENCEoFRELATIVEPHASEoNTHEENHANCEDIoNIZATIoN BEHAVIoURoFLEARMULTLToMICMoLECULARIoNS INTWo.CoLoRLASERFlELDS WANGXux.CHUNQxiJUNZHENGLI-PING Sch,~Scie~,Shimghi*ib’mt~nily,Shar~’ha/200436,mM {R~eived16May2001…sed~tiptrevival12June21KII/ ABS’TRAcr Theenhancedionizanon(EI)behaviouroflinearmultiatomicmolecularionsisstudledintwo—color(fundamenta]radiatloil: 780nm,thesecondharmonic:390tim)laserfieldsbythenumericalsolutionofthetime—dependentSchrSdingerequationwith thesymmetricalsplittingoftheshort—timeexponentialpropagatoreinfluenceoftherelativephasebetw eenthetwo-colorlaser fieldsontheionizationprobabilityisode1. Keywords:two-colorlaserfields,relativephase,enhancedionization PACC:4250