采用超快激光場(chǎng)調(diào)控分子場(chǎng)后定向和多光子電離動(dòng)力學(xué).pdf

1、碩士學(xué)位論文采用超快激光場(chǎng)調(diào)控分子場(chǎng)后定向和采用超快激光場(chǎng)調(diào)控分子場(chǎng)后定向和多光子多光子電離動(dòng)力學(xué)電離動(dòng)力學(xué)TheMolecularFieldFreeientationMultiphotonIonizationDynamicsControlledbyUltrafastLaserField作者姓名：張小苗學(xué)科、專業(yè)：原子與分子物理學(xué)號(hào)：21402011指導(dǎo)教師：于杰副教授完成日期：2017年4月21日大連理工大學(xué)DalianUnivers

2、ityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是從微觀層面對(duì)化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行研究，并對(duì)其微觀機(jī)理進(jìn)行揭示的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)上，激光技術(shù)的發(fā)展十分迅速，已經(jīng)有越來越多的超快超強(qiáng)脈沖被用來控制光化學(xué)反應(yīng)。在理論上對(duì)超快超強(qiáng)脈沖與原子、分子的相互作用進(jìn)行研究具有非常重要的意義。雙原子分子的場(chǎng)后定向和多光子電離一直是分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中熱門的研究課題。超短超強(qiáng)激光脈沖技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了分子定向和光電離動(dòng)力學(xué)的研究。研

3、究人員提出了多種控制分子定向和光電離動(dòng)力學(xué)過程的實(shí)驗(yàn)或理論方案。最近幾年，分子定向和取向?qū)怆婋x動(dòng)力學(xué)的影響激發(fā)了研究人員的興趣。本論文的主要工作概括如下：（1）首先，我們采用密度矩陣?yán)碚撗芯苛藙傂赞D(zhuǎn)子近似下雙原子分子的場(chǎng)后定向。以CO分子為研究對(duì)象，提出了使用一束單周期的太赫茲脈沖鏈控制分子場(chǎng)后定向的理論方案。通過求解多能級(jí)布洛赫模型下的量子劉維爾方程，能夠得到不同時(shí)刻的密度矩陣元，從而計(jì)算出隨時(shí)間演化的分子場(chǎng)后定向。計(jì)算結(jié)果表明，脈

4、沖鏈的使用能夠有效地提高分子的場(chǎng)后定向。我們控制激光場(chǎng)強(qiáng)在[0.110.1]MVcm范圍內(nèi)，脈沖鏈的脈沖數(shù)目在[120]范圍內(nèi)，研究了激光脈沖的場(chǎng)強(qiáng)和脈沖鏈的脈沖數(shù)目對(duì)分子定向度的影響。此外，我們還計(jì)算了不同激光場(chǎng)強(qiáng)條件下取得最大定向度時(shí)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)脈沖數(shù)目。（2）其次，我們采用含時(shí)量子波包方法研究了雙原子分子的定向和光電離動(dòng)力學(xué)。我們以LiH分子為例，先使用一束單周期太赫茲脈沖對(duì)LiH分子進(jìn)行預(yù)定向，再由時(shí)間延遲的飛秒泵浦探測(cè)脈沖實(shí)現(xiàn)分

5、子的激發(fā)和電離，研究了分子的預(yù)定向?qū)舱裨鰪?qiáng)多光子電離的影響。通過求解體系的含時(shí)薛定諤方程，我們能夠得到體系波函數(shù)隨時(shí)間的演化。我們主要關(guān)注分子的預(yù)定向?qū)Χ喙庾与婋x的電離幾率、能量和角分辨的光電子譜，以及光電子角分布的影響。通過模擬不同預(yù)定向度分子的激發(fā)和電離，我們發(fā)現(xiàn)電離幾率和能量分辨的光電子譜的峰值強(qiáng)度會(huì)受到分子定向度的影響；角分辨的光電子譜與分子基態(tài)波函數(shù)的角分布密切相關(guān)；改變單周期太赫茲脈沖和飛秒泵浦脈沖之間的延遲時(shí)間可以控制光