搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

飞秒强激光场中水分子的电离激发

王志萍 吴亚敏 鲁超 张秀梅 何跃娟

飞秒强激光场中水分子的电离激发

王志萍, 吴亚敏, 鲁超, 张秀梅, 何跃娟
PDF
导出引用
导出核心图
  • 本文运用含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法, 研究了水分子在不同极化方向的激光场中的电离和动力学行为. 计算结果表明, 对应相同的极化方向, 随着激光强度的增加, 水分子的电离增强; 对于相同强度的激光, 当激光极化方向沿水分子对称轴方向时, 水分子的电离最强, 当激光极化方向垂直水分子对称轴方向时, 水分子电离受到最大程度的抑制. 对水分子偶极矩的研究表明, 当分子处于线性响应区域时, x方向的激光只能激发起x方向的偶极振动而y方向的激光只能激发起y方向的偶极振动. 对水分子的键长和键角的研究表明, 在激光场中水分子的键长变长, 键角变大, 但变化幅度随着激光极化角的增大而减小. 此外, 研究还发现, 虽然在不同极化方向的激光脉冲的驱动下, 水分子OH键的振动频率与激光频率相当, 在脉冲关闭后, 振动频率减小, 但激光场的极化方向对水分子振动模式具有选择性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 61178032), 中央高校基本科研业务费专项资金 (批准号: JUSRP11A21) 和江苏省高等教育学会十一五教育科学规划(批准号: JS053) 资助的课题.
    [1]

    Bukowski R, Szalewicz K, Groenenboon G C, Avoird Ad van der 2007 Science 2 1249

    [2]

    Lo S Y, Li W C, Huang S H 2000 Medi. Hypoth 54 948

    [3]

    Burda K, Bader K P, Schimd G H 2001 FEBS Letters 491 81

    [4]

    Auer B M, Skinner J L 2009 Chem. Phys. Lett. 470 13

    [5]

    Bour P 2002 Chem. Phys. Lett. 365 82

    [6]

    Kryachko E S 1999 Chem. Phys. Lett. 314 353

    [7]

    Qian P, Song W, Lu L 2010 Inter. J. Quan. Chem. 110 1923

    [8]

    Suzuki K 1998 Atmospheric Research 46 371

    [9]

    Estrin D A, Paglieri L, Corongiu G 1996 J. Phys. Chem. 100 8701

    [10]

    Geissler P L, Dellago C, Chandler D 2000 Chem. Phys. Lett. 321 225

    [11]

    Garbuio V, Cascella M, Reining L, Del Sole R, Pulci O 2006 Phys. Rev. Letters 97 137402

    [12]

    Hahn P H, Schmidt W G, Seino K, Preuss M, Bechstedt F, Bernholc J 2005 Phys. Rev. Lett. 94 037404

    [13]

    Hermann A, Schmidt W G, Schwerdtfeger P 2008 Phys. Rev. Lett. 100 207403

    [14]

    Garbuio V, Cascella M, Pulci O 2009 J. Phys. : Condens. Matt. 21 033101

    [15]

    Tajima T, Mima K, Baldis H 2000 High-Field Science (New York: Kluwer Academic/Plenum)

    [16]

    Xiong D L, Wang M S, Yang C L, Tong X F, Ma N 2010 Chin. Phys. B 19 103303

    [17]

    Wang S F, Qin Y D, Yang H, Wang D L, Zhu C J, Gong Q H 2001 Chin. Phys. 10 735

    [18]

    Chen D Y, Zhang S, Xia Y Q 2009 Chin. Phys. B 18 3073

    [19]

    Wong M C H, Brichta J P, Bhardwaj V R 2010 Optics Letters 35 1947

    [20]

    Zhao S F, Jin Chen, Lucchese R R, Le Anh-Thu, Lin C D 2011 Phys. Rev. A 83 033409

    [21]

    Son S K, Chu S I 2009 Chem. Phys. 366 91

    [22]

    Petretti S, Saenz A, Castro A, Decleva P 2012 Chem. Phys. doi:10.1016/j.chemphys.2012.01.011

    [23]

    Kohn W, Sham L J 1965 Phys. Rev. 140 A1133

    [24]

    Goedecker S, Teter M, Hutter J 1996 Phys. Rev. B 54 1703

    [25]

    Perdew J P, Wang Y 1992 Phys. Rev. B 45 13244

    [26]

    Legrand C, Suraud E, Reinhard P G 2002 J. Phys. B 35 1115

    [27]

    Faisal F H M 1987 Theory of Multiphoton Processes (New York: Plenum)

    [28]

    Benedict W S, Gailar N, Plyler E K 1956 J. Chem. Phys. 24 1139

    [29]

    Corkum P B 1993 Phys. Rev. Lett. 71 1994

    [30]

    Lemus R 2004 J. Mol. Spectrosc. 225 73

  • [1]

    Bukowski R, Szalewicz K, Groenenboon G C, Avoird Ad van der 2007 Science 2 1249

    [2]

    Lo S Y, Li W C, Huang S H 2000 Medi. Hypoth 54 948

    [3]

    Burda K, Bader K P, Schimd G H 2001 FEBS Letters 491 81

    [4]

    Auer B M, Skinner J L 2009 Chem. Phys. Lett. 470 13

    [5]

    Bour P 2002 Chem. Phys. Lett. 365 82

    [6]

    Kryachko E S 1999 Chem. Phys. Lett. 314 353

    [7]

    Qian P, Song W, Lu L 2010 Inter. J. Quan. Chem. 110 1923

    [8]

    Suzuki K 1998 Atmospheric Research 46 371

    [9]

    Estrin D A, Paglieri L, Corongiu G 1996 J. Phys. Chem. 100 8701

    [10]

    Geissler P L, Dellago C, Chandler D 2000 Chem. Phys. Lett. 321 225

    [11]

    Garbuio V, Cascella M, Reining L, Del Sole R, Pulci O 2006 Phys. Rev. Letters 97 137402

    [12]

    Hahn P H, Schmidt W G, Seino K, Preuss M, Bechstedt F, Bernholc J 2005 Phys. Rev. Lett. 94 037404

    [13]

    Hermann A, Schmidt W G, Schwerdtfeger P 2008 Phys. Rev. Lett. 100 207403

    [14]

    Garbuio V, Cascella M, Pulci O 2009 J. Phys. : Condens. Matt. 21 033101

    [15]

    Tajima T, Mima K, Baldis H 2000 High-Field Science (New York: Kluwer Academic/Plenum)

    [16]

    Xiong D L, Wang M S, Yang C L, Tong X F, Ma N 2010 Chin. Phys. B 19 103303

    [17]

    Wang S F, Qin Y D, Yang H, Wang D L, Zhu C J, Gong Q H 2001 Chin. Phys. 10 735

    [18]

    Chen D Y, Zhang S, Xia Y Q 2009 Chin. Phys. B 18 3073

    [19]

    Wong M C H, Brichta J P, Bhardwaj V R 2010 Optics Letters 35 1947

    [20]

    Zhao S F, Jin Chen, Lucchese R R, Le Anh-Thu, Lin C D 2011 Phys. Rev. A 83 033409

    [21]

    Son S K, Chu S I 2009 Chem. Phys. 366 91

    [22]

    Petretti S, Saenz A, Castro A, Decleva P 2012 Chem. Phys. doi:10.1016/j.chemphys.2012.01.011

    [23]

    Kohn W, Sham L J 1965 Phys. Rev. 140 A1133

    [24]

    Goedecker S, Teter M, Hutter J 1996 Phys. Rev. B 54 1703

    [25]

    Perdew J P, Wang Y 1992 Phys. Rev. B 45 13244

    [26]

    Legrand C, Suraud E, Reinhard P G 2002 J. Phys. B 35 1115

    [27]

    Faisal F H M 1987 Theory of Multiphoton Processes (New York: Plenum)

    [28]

    Benedict W S, Gailar N, Plyler E K 1956 J. Chem. Phys. 24 1139

    [29]

    Corkum P B 1993 Phys. Rev. Lett. 71 1994

    [30]

    Lemus R 2004 J. Mol. Spectrosc. 225 73

  • [1] 王志萍, 陈健, 吴寿煜, 吴亚敏. 碳分子线C5在激光场中的含时密度泛函理论研究. 物理学报, 2013, 62(12): 123302. doi: 10.7498/aps.62.123302
    [2] 顾 斌, 崔 磊, 滕玉永, 胡永金, 赵 江, 曾祥华. 脉冲激光偏振方向对氮分子高次谐波的影响--基于含时密度泛函理论的模拟. 物理学报, 2006, 55(9): 4691-4694. doi: 10.7498/aps.55.4691
    [3] 王志萍, 朱云, 吴亚敏, 张秀梅. 质子与羟基碰撞的含时密度泛函理论研究. 物理学报, 2014, 63(2): 023401. doi: 10.7498/aps.63.023401
    [4] 陈明, 闵锐, 周俊明, 胡浩, 林波, 缪灵, 江建军. 碳纳米胶囊中水分子的分子动力学研究. 物理学报, 2010, 59(7): 5148-5153. doi: 10.7498/aps.59.5148
    [5] 庞宗强, 张悦, 戎舟, 江兵, 刘瑞兰, 唐超. 利用扫描隧道显微镜研究水分子在Cu(110)表面的吸附与分解. 物理学报, 2016, 65(22): 226801. doi: 10.7498/aps.65.226801
    [6] 何曼丽, 王晓, 高思峰. 电子与氢及其同位素分子碰撞的非解离性电离截面研究 . 物理学报, 2012, 61(4): 043404. doi: 10.7498/aps.61.043404
    [7] 王志萍, 朱云, 吴鑫, 吴亚敏. CO分子在线性极化飞秒激光场中的TDDFT研究. 物理学报, 2013, 62(23): 233102. doi: 10.7498/aps.62.233102
    [8] 金晓林, 杨中海. 电子回旋共振放电的电离特性PIC/MCC模拟(Ⅰ)——物理模型与理论方法. 物理学报, 2006, 55(11): 5930-5934. doi: 10.7498/aps.55.5930
    [9] 张宝玲, 宋小勇, 侯氢, 汪俊. 高密度氦相变的分子动力学研究. 物理学报, 2015, 64(1): 016202. doi: 10.7498/aps.64.016202
    [10] 韩典荣, 朱兴凤, 戴亚飞, 程承平, 罗成林. 碳纳米管阵列水渗透性质的研究. 物理学报, 2015, 64(23): 230201. doi: 10.7498/aps.64.230201
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  681
  • PDF下载量:  727
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-24
  • 修回日期:  2012-12-10
  • 刊出日期:  2013-04-05

飞秒强激光场中水分子的电离激发

  • 1. 江南大学理学院, 无锡 214122
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号: 61178032), 中央高校基本科研业务费专项资金 (批准号: JUSRP11A21) 和江苏省高等教育学会十一五教育科学规划(批准号: JS053) 资助的课题.

摘要: 本文运用含时密度泛函理论和分子动力学非绝热耦合的方法, 研究了水分子在不同极化方向的激光场中的电离和动力学行为. 计算结果表明, 对应相同的极化方向, 随着激光强度的增加, 水分子的电离增强; 对于相同强度的激光, 当激光极化方向沿水分子对称轴方向时, 水分子的电离最强, 当激光极化方向垂直水分子对称轴方向时, 水分子电离受到最大程度的抑制. 对水分子偶极矩的研究表明, 当分子处于线性响应区域时, x方向的激光只能激发起x方向的偶极振动而y方向的激光只能激发起y方向的偶极振动. 对水分子的键长和键角的研究表明, 在激光场中水分子的键长变长, 键角变大, 但变化幅度随着激光极化角的增大而减小. 此外, 研究还发现, 虽然在不同极化方向的激光脉冲的驱动下, 水分子OH键的振动频率与激光频率相当, 在脉冲关闭后, 振动频率减小, 但激光场的极化方向对水分子振动模式具有选择性.

English Abstract

参考文献 (30)

目录

    /

    返回文章
    返回