強場下SH基的共振增強多光子電離的含時理論研究.pdf

1、分子反應動力學是從原子、分子層次出發(fā)研究化學反應微觀動態(tài)和機理的科學，它的研究不僅可以闡明分子反應過程中各種瞬態(tài)物質的結構、性質和作用，還能通過對態(tài)-態(tài)反應動力學，以及對分子相干態(tài)之間作用的深入研究來闡明化學反應的內在規(guī)律。波包動力學是物理化學的重要分支，其理論框架在分子物理及場與物質相互作用方面都有很多應用。含時波包方法是研究分子在強激光場中激發(fā)和電離動力學的一種有效方法，該方法具有許多優(yōu)點，除了數(shù)值計算上的高效率外，還為動力學提供了

2、物理意義明確而直觀的圖像，它既具有經典的直觀，又不乏量子力學的準確。另外，含時量子波包法尤其適用于研究體系隨時間演化的問題。 目前對強場下分子的光電離動力學行為的理論研究主要集中在一些小分子上。對小分子的動力學理論處理中，一維兩態(tài)問題是最簡單的情況。對強場下小分子多光子電離的處理不僅對處理大分子的強場效應有借鑒作用，對理解和實施原子與分子過程的激光操控也具有重要的理論和實踐意義。 自從P.Johnson等首先把多光子電離

3、技術應用于分子體系，實現(xiàn)了分子的共振增強多光子電離(REMPI，Resonance Enhanced Multiphoton Ionization)，多光子電離技術就成為研究電子激發(fā)態(tài)包括無熒光輻射態(tài)的有效工具。分子的共振增強多光子電離光電子能譜可以提供與中間激發(fā)態(tài)特征有關的信息。其最大的優(yōu)點就是任何能夠被激光電離的電子激發(fā)態(tài)都可以利用它進行研究。 共振增強多光子電離光電子能譜技術是研究小分子激發(fā)態(tài)的有效手段。本論文利用量子力學

4、含時波包傳播中的分裂算符一傅立葉變換方法研究SH基的(2+1)多光子電離的光電子能譜。主要進行了以下幾個方面的工作： (1)介紹與本工作有關的波包動力學基礎理論。首先給出波包的基本概念以及在動力學中的應用，繼而以雙原子分子為例展示了如何求解體系對應特定哈密頓量的含時薛定諤方程，提供了從求解耦合薛定諤方程得到波包動力學信息的數(shù)值工具。 (2)介紹激發(fā)態(tài)分子光電離動力學的基本理論。首先總結了用共振增強多光子電離技術研究分子激

5、發(fā)態(tài)光電離動力學的工作。然后在理論背景部分介紹了處理躍遷偶極矩的基本方法，這種處理光電離過程的方法是理解激發(fā)態(tài)光電離的基礎。最后作為貫穿本文工作的主要研究對象，介紹了多光子電離含時光電譜(MPI-TRPES)技術及其特點、及與多光子電離光譜的不同以及在分子動力學中的應用也予以了討論。 (3)利用波包傳播中的劈裂算符-傅立葉變換方法演化波包，計算得到了不同泵浦-探測延遲時間下SH基的(2+1)多光子電離的光電子能譜。計算結果表明，

6、泵浦-探測延遲時間及激光強度等均會對光電子能譜產生影響，通過改變激光參數(shù)可以改變光電子能譜的強度，以及光電子能譜峰的個數(shù)和峰位。 論文共分為四章。 第一章為綜述，主要從總體上介紹了分子反應動力學及含時波包法的發(fā)展； 第二章介紹了波包動力學的主要理論； 第三章介紹了共振增強多光子電離技術以及光電子能譜概念； 第四章中，我們給出了SH基的(2+1)多光子電離的光電子能譜，利用含時波包傳播中的劈裂算符-