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原子激发态在高频强激光作用下的光电离研究

田原野 郭福明 曾思良 杨玉军

原子激发态在高频强激光作用下的光电离研究

田原野, 郭福明, 曾思良, 杨玉军
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  • 本文通过数值求解动量空间的三维含时薛定谔方程, 研究了原子高激发态在高频激光脉冲作用下, 在电离阈值附近的光电子能谱和两维动量角分布. 研究结果表明: 在该能量范围内, 单光子电离过程的贡献是最主要的. 体系初态的主量子数可以由光电子能谱峰值的位置来确定; 体系初态的角量子数可以通过光电子的两维动量角度分布确定. 在比较宽泛的参数范围内, 这一规律不随入射激光的强度和脉冲时间宽度的改变而改变, 因此原则上可以利用它对原子的初态进行识别. 此外, 还研究了体系的初态为相干叠加态, 光电子动量谱随着叠加态相对相位的变化规律.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2013CB922200)、国家自然科学基金(批准号: 11274141, 11034003, 11274001)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2011B0102026)资助的课题.
    [1]

    Macklin J J, Kmetec J D, Gordon C L 1993 Phys. Rev. Lett. 70 766

    [2]

    Walker B, Sheehy B, DiMauro L F, Agostini P, Schafer K J, Kulander K C 1994 Phys. Rev. Lett. 73 1227

    [3]

    Wang B B, Li X F, Gao L H, Fu P M, Guo D S, Freeman R R 2001 Chin. Phys. Lett. 18 1199

    [4]

    Cormier E, Garzella D, Breger P, Agostini P, Cheriaux G, Leblanc C 2001 J. Phys. B 34 L9

    [5]

    Becker W, Grasbon F, Kopold R, Milosevic D B, Paulus G G, Walther H 2002 Advances in Atomic, Molecular, and Optical Physics 48 35

    [6]

    Grasbon F, Paulus G G, Walther H, Villoresi P, Sansone G, Stagira S, Nisoli M, Silverstri S 2003 Phys. Rev. Lett. 91 173003

    [7]

    Armstrong G S J, Parker J S, Taylor K T 2011 New. J. Phys. 13 013024

    [8]

    Paulus G G, Nicklich W, Xu H, Lambropoulos P, Walther H 1994 Phys. Rev. Lett. 72 2851

    [9]

    Toyota K, Tolstikhin O I, Morishita T, Watanabe S 2009 Phys. Rev. Lett. 103 153003

    [10]

    Telnov D A, Chu S I 2009 Phys. Rev. A 79 043421

    [11]

    Tian Y Y, Guo F M, Yang Y J, The effect of atomic potential on above threshold ionization (to be published)

    [12]

    Tong X M, Hino K, Toshima N 2008 Phys. Rev. A 74 031405(R)

    [13]

    Kling M F, Rauschenberger J, Verhoef A J, Hasovic E, Uphues T, Milosevic D B, Muller H G, Vrakking M J J 2008 New. Journal. Phys. 10 025024

    [14]

    Meckel M, Comtois D, Zeidler D, Staudte A, Pavicic D, Bandulet H C, Pepin H, Kieffer J C, Dorner R, Villeneuve D M, Corkum P B 2008 Science 320 1478

    [15]

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    [16]

    Ebadi H, Keitel C H, Hatsagortsyan 2011 Phys. Rev. A 83 063418

    [17]

    Ebadi H 2012 J. Opt. Soc. Am. B 29 2503

    [18]

    Song Y, Guo F M, Li S Y, Chen J G, Zeng S L, Yang Y J 2012 Phys. Rev. A 86 033424

    [19]

    Yang Y J, Chen J G, Chi F P, Zhu Q R, Zhang H X, Sun J Z 2007 Chin. Phys. Lett. 24 1537

    [20]

    Chen J G, Wang R Q, Zhai Z, Chen J, Fu P M, Wang B B, Liu W M 2012 Phys. Rev. A 86 033417

    [21]

    Goulielmakis E, Schultze M, Hofstetter M, Yakovlev V S, Gagnon J, Uiberacker M, Aquila A L, Gullikson E M, Attwood D T, Kienberger R, Krausz F, Kleineberg U 2008 Science 320 1614

    [22]

    Chen J G, Yang Y J, Zeng S L, Liang H Q 2011 Phys. Rev. A 83 023401

    [23]

    Zhou Z Y, Chu S I 2011 Phys. Rev. A 83 013405

    [24]

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    [25]

    Maung K M, Kahana D E, Norbury J W 1993 Phys. Rev. D 47 1182

    [26]

    Norbury J W, Maung K M, Kahana D E 1994 Phys. Rev. A 50 2075

    [27]

    Dionissopoulou S, Mercouris T, Lyras A, Nicolaides C A 1997 Phys. Rev. A 55 4397

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    Dionissopoulou S, Mercouris T, Lyras A, Nicolaides C A 1997 Phys. Rev. A 55 4397

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-14
  • 修回日期:  2013-02-26
  • 刊出日期:  2013-06-05

原子激发态在高频强激光作用下的光电离研究

  • 1. 吉林大学原子与分子物理研究所, 长春 130012;
  • 2. 北京应用物理与计算数学研究所, 计算物理重点实验室, 北京 100088;
  • 3. 北京应用物理与计算数学研究所, 高能量密度物性数据中心, 北京 100088
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2013CB922200)、国家自然科学基金(批准号: 11274141, 11034003, 11274001)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2011B0102026)资助的课题.

摘要: 本文通过数值求解动量空间的三维含时薛定谔方程, 研究了原子高激发态在高频激光脉冲作用下, 在电离阈值附近的光电子能谱和两维动量角分布. 研究结果表明: 在该能量范围内, 单光子电离过程的贡献是最主要的. 体系初态的主量子数可以由光电子能谱峰值的位置来确定; 体系初态的角量子数可以通过光电子的两维动量角度分布确定. 在比较宽泛的参数范围内, 这一规律不随入射激光的强度和脉冲时间宽度的改变而改变, 因此原则上可以利用它对原子的初态进行识别. 此外, 还研究了体系的初态为相干叠加态, 光电子动量谱随着叠加态相对相位的变化规律.

English Abstract

参考文献 (27)

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