10288.飛秒強場下分子離子核振動波包動力學過程研究

1、分類號：密級：學校代碼：10165學號：201311000809連享師耗犬擎碩：lz學位論文⑨飛秒強場下分子離子核振動波包動力學過程研究作者姓名：學科、專業(yè)：研究方向：導師姓名：導師姓名：王曉楠光學強場光物理劉成森教授梁青青講師2016年4月遼寧師范大學碩士學位論文摘要自激光誕生以來，光與物質的相互作用就引起了人們的濃厚興趣。飛秒激光的出現(xiàn)，光與物質的相互作用進入了強場領域，微擾理論己不再適用。隨著激光技術的發(fā)展不斷發(fā)展，各種理論和實驗

2、相繼出現(xiàn)。強場下原子分子的取向、電離、解離、核裂變、核聚變等現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于我們研究原子分子的內部結構和性質及實現(xiàn)量子相干操控提供了有利依據(jù)。當激光電場聚焦強度處于lOlZ～1016wcm2時，原子分子在強激光場下發(fā)生電離、解離(分子)。本文在此背景下在理論上研究飛秒強場下分子的核振動波包動力學過程，為實驗提供定性及半定量理論解釋，并為實現(xiàn)分子的量子操控及飛秒化學過程操控提供理論依據(jù)。本文的主要內容包括以下幾部分：第一部分介紹強激光場與

3、原子分子相互作用動力學過程。實驗上，原子分子在強場下的行為，從取向，構型變化，到庫侖爆炸，高次諧波，核裂變聚變等都一一觀察到并在研究領域向更深廣發(fā)展；隨著啁啾等激光技術的出現(xiàn)，在實驗上己能部分實現(xiàn)操控強激光場下原子分子動力學行為及量子相干行為；理論上，出現(xiàn)并發(fā)展了多種解釋機制并詳細闡述了各種解釋機制的優(yōu)缺點。第二部分介紹了本論文所采取核振動波包的半經典理論的理論基礎：在波恩奧本海默近似和弗蘭克康登躍遷的基本原理基礎上，以量子化學計算方法

4、計算了高斯型脈沖下的分子離子勢能面：將Wigner表象下的核振動波包設為初始波包。結合以上近似和基礎理論展開理論模型。第三部分具體介紹了強場下核振動波包半經典理論：即將上述核振動初始波包，以牛頓力學為動力學基礎，將波包置于強場作用下的分子離子勢能面上，編寫程序模擬波包的動力學過程；分析并解釋核振動波包的動力學過程及結果。第四部分為計算的主要部分，即以核振動波包半經典理論模擬C3H8分子和NO分子在飛秒強場下的電離解離動力學過程，和實驗結

5、果相比較。具體過程為，首先計算分子離子在強場下的勢能面，再將具有Wigner初始分布的核振動波包置于該勢能面上，追蹤其運動軌跡并最終計算分子離子的解離幾率。與相同脈寬飛秒強激光場下的同分子質譜實驗相比較，符合較好，即在定性上能完全解釋實驗結果，并在半定量上能與實驗相一致，也即，在同等強度及脈寬激光場下，分子發(fā)生電離和解離，且解離幾率的趨勢與飽和性與計算結果相一致，且?guī)茁手翟谝欢ǔ潭壬蠈嶒灪屠碚摲系幂^好。關鍵詞：飛秒強場；原子分子動力學