搜索

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

利用类维格纳分布函数方法研究阈上电离

郭丽 韩申生 陈京

引用本文:
Citation:

利用类维格纳分布函数方法研究阈上电离

郭丽, 韩申生, 陈京

Study of above-threshold ionization by Wigner-distribution-like function method

Guo Li, Han Shen-Sheng, Chen Jing
PDF
导出引用
  • 提出了一种类维格纳分布函数并用该分布函数计算了氢原子在少周期、不同偏振方向和不同激光频率的激光脉冲中电离后光电子的各种分布:线偏振下的时间-能量分布、时间电离率分布和椭圆偏振下的时间-出射角分布、角度分布和时间电离率分布.结果显示:随着激光频率降低,所有分布清楚直观地展现出电子从多光子区域到隧穿区域的转变过程.对线偏振情况,伴随着这种转变,电离时间与最终动量之间的半经典关系与时间-能量分布越来越一致.同时,时间-能量分布清楚地展现了隧穿区域中的干涉结构,并给出了干涉原因是由不同时刻电离出的具有相同能量的电子干涉形成的.对椭圆偏振,通过量子计算与半经典结果的比较,分别得到了角度分布的角度偏移和时间分布的时间偏移.计算发现时间偏移远小于角度偏移,两者之间并不对应.因此,基于两种偏移相对应原理的阿秒测量技术是不准确的.而且计算表明时间偏移的数值有正有负,因此该偏移也不能解释为隧穿时间.
    A Wigner-distribution-like function is proposed to obtain various distributions of photoelectron emitted from H atoms in few-cycle laser pulses with different frequencies:time-energy distribution, time ionization distribution for linearly polarized laser field and time-emission angle distribution, angular distribution, and time ionization distribution for elliptically polarized laser field. With decreasing frequency, all the distributions clearly show a transition of ionization process from the multi-photon regime to the tunneling regime. For the case of linearly polarized laser pulse, accompanying this transition, the semiclassical relationship between the ionization moment and the final drift energy is becoming more and more close to the time-energy distribution. Meanwhile, the time-energy distribution clearly shows the interference structures in the tunneling regime, which can be attributed to the interference between the electrons with the same energy ejected at different times. For the case of elliptically polarized laser pulse, both the angular offset in the angular distribution and the time offset in the time ionization distribution are obtained by comparing the quantum calculation with the semi-classical result. The results show that the time offset is much smaller than the angular offset. This indicates that the attoclock technique which is based on the correspondence between two offsets is in principle inaccurate. Furthermore, the time offset can be both positive and negative. So this time offset cannot be interpreted as the tunneling time.
      通信作者: 陈京, chen_jing@iapcm.ac.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB922201)、国家自然科学基金(批准号:11304329,11175227,11105205,11274050,11334009,11425414)和上海市自然科学基金(批准号:13ZR1463100)资助的课题.
      Corresponding author: Chen Jing, chen_jing@iapcm.ac.cn
    • Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant No. 2013CB922201), the National Natural Science of Foundation of China (Grant Nos. 11304329, 11175227, 11105205, 11274050, 11334009, 11425414) and the Shanghai Natural Science Foundation, China (Grant No. 13ZR1463100).
    [1]

    Gostini P A, Fabre F, Mainfray G, Petite G, Rahman N K 1979Phys. Rev. Lett. 42 1127

    [2]

    Becker W, Grasbon F, Kopold R, Miloševic D B, Paulus G G, Walther H 2002Adv. At. Mol. Opt. Phys. 48 35

    [3]

    Keldysh L V 1965Sov. Phys. JETP 20 1307

    [4]

    van Linden van den Heuvell H B, Muller H G1988Multiphoton Processes (edited bySmith S J, Knight P L) (Cambridge, UK:Cambridge University Press) p25

    [5]

    Mohideen U, Sher M H, Tom H W K, Aumiller G D, Wood O R, Freeman R R, Bokor J, Bucksbaum P H 1993Phys. Rev. Lett. 71 509

    [6]

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

    [7]

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

    [8]

    Eckle P, Smolarski M, Schlup P, Biegert J, StaudteA, Schöffler M, Muller H G, Dörner R 2008Nat. Phys. 4 565

    [9]

    Eckle P, Pfeiffer A N, Cirelli C, Staudte A, Doerner R, Muller H G, Buettiker M, Keller U 2008Science 322 1525

    [10]

    Pfeiffer A N, Cirelli C, Smolariski M, Dörner R, Keller U 2011Nat. Phys. 7 428

    [11]

    PfeifferA N, Cirelli C, Smolarski M, Dimitrovski D, Abu-samha M, Madsen L B, Keller U 2012Nat. Phys. 8 76

    [12]

    Boge R, Cirelli C, Landsman A S, Heuser S, Ludwig A, Maurer J, Weger M, Gallmann L, Keller U 2013Phys. Rev. Lett. 111 103003

    [13]

    Wu J, Ph L, Schmidt H, Kunitski M, Meckel M, Voss S, Sann H, Kim H, Jahnke T, Czasch A, Dörner R 2012Phys. Rev. Lett. 108 183001

    [14]

    Ivanov I A, Kheifets A S 2014Phys. Rev. A 89 021402

    [15]

    Torlina L, Morales F, Kaushal J, Ivanov I, Kheifets A, Zielinski A, Scrinzi A, Muller H G, Sukiasyan S, Ivanov M 2015Nat. Phys. 11 503

    [16]

    Hillery M, O'Connell R F, Scullyd M O, Wigner E P 1984Phys. Rep. 106 121

    [17]

    Lee H W 1995Phys. Rep. 259 147

    [18]

    Kim J H, Lee D G, Shin H J, Nam C H 2001Phys. Rev. A 63 063403

    [19]

    Guo L, Han S S, Chen J 2010Opt. Express 18 1240

    [20]

    Guo L, Han S S, Chen J 2012Phys. Rev. A 86 053409

    [21]

    Larochelle S F J, Talebpoury A, Chin S L 1998J. Phys. B 31 1215

    [22]

    Chen J, Liu J, Chen S G 2000Phys. Rev. A 61 033402

    [23]

    Lindner F, Schatzel M G, Walther H, Baltuška A, Goulielmakis E, Krausz F, Miloševi D B, Bauer D, Becker W, Paulus G G 2005Phys. Rev. Lett. 95 040401

    [24]

    Reiss H R 1980Phys. Rev. A 22 1786

    [25]

    Yudin G L, Ivanov M Y 2001Phys. Rev. A 64 013409

    [26]

    Barth I, Smirnova O 2011Phys. Rev. A 84 063415

    [27]

    Wang C L, Lai X Y, Hu Z L, Chen Y J, Quan W, Kang H P, Gong C, Liu X J 2014Phys. Rev. A 90 013422

  • [1]

    Gostini P A, Fabre F, Mainfray G, Petite G, Rahman N K 1979Phys. Rev. Lett. 42 1127

    [2]

    Becker W, Grasbon F, Kopold R, Miloševic D B, Paulus G G, Walther H 2002Adv. At. Mol. Opt. Phys. 48 35

    [3]

    Keldysh L V 1965Sov. Phys. JETP 20 1307

    [4]

    van Linden van den Heuvell H B, Muller H G1988Multiphoton Processes (edited bySmith S J, Knight P L) (Cambridge, UK:Cambridge University Press) p25

    [5]

    Mohideen U, Sher M H, Tom H W K, Aumiller G D, Wood O R, Freeman R R, Bokor J, Bucksbaum P H 1993Phys. Rev. Lett. 71 509

    [6]

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

    [7]

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

    [8]

    Eckle P, Smolarski M, Schlup P, Biegert J, StaudteA, Schöffler M, Muller H G, Dörner R 2008Nat. Phys. 4 565

    [9]

    Eckle P, Pfeiffer A N, Cirelli C, Staudte A, Doerner R, Muller H G, Buettiker M, Keller U 2008Science 322 1525

    [10]

    Pfeiffer A N, Cirelli C, Smolariski M, Dörner R, Keller U 2011Nat. Phys. 7 428

    [11]

    PfeifferA N, Cirelli C, Smolarski M, Dimitrovski D, Abu-samha M, Madsen L B, Keller U 2012Nat. Phys. 8 76

    [12]

    Boge R, Cirelli C, Landsman A S, Heuser S, Ludwig A, Maurer J, Weger M, Gallmann L, Keller U 2013Phys. Rev. Lett. 111 103003

    [13]

    Wu J, Ph L, Schmidt H, Kunitski M, Meckel M, Voss S, Sann H, Kim H, Jahnke T, Czasch A, Dörner R 2012Phys. Rev. Lett. 108 183001

    [14]

    Ivanov I A, Kheifets A S 2014Phys. Rev. A 89 021402

    [15]

    Torlina L, Morales F, Kaushal J, Ivanov I, Kheifets A, Zielinski A, Scrinzi A, Muller H G, Sukiasyan S, Ivanov M 2015Nat. Phys. 11 503

    [16]

    Hillery M, O'Connell R F, Scullyd M O, Wigner E P 1984Phys. Rep. 106 121

    [17]

    Lee H W 1995Phys. Rep. 259 147

    [18]

    Kim J H, Lee D G, Shin H J, Nam C H 2001Phys. Rev. A 63 063403

    [19]

    Guo L, Han S S, Chen J 2010Opt. Express 18 1240

    [20]

    Guo L, Han S S, Chen J 2012Phys. Rev. A 86 053409

    [21]

    Larochelle S F J, Talebpoury A, Chin S L 1998J. Phys. B 31 1215

    [22]

    Chen J, Liu J, Chen S G 2000Phys. Rev. A 61 033402

    [23]

    Lindner F, Schatzel M G, Walther H, Baltuška A, Goulielmakis E, Krausz F, Miloševi D B, Bauer D, Becker W, Paulus G G 2005Phys. Rev. Lett. 95 040401

    [24]

    Reiss H R 1980Phys. Rev. A 22 1786

    [25]

    Yudin G L, Ivanov M Y 2001Phys. Rev. A 64 013409

    [26]

    Barth I, Smirnova O 2011Phys. Rev. A 84 063415

    [27]

    Wang C L, Lai X Y, Hu Z L, Chen Y J, Quan W, Kang H P, Gong C, Liu X J 2014Phys. Rev. A 90 013422

  • [1] 赵猛, 全威, 肖智磊, 许松坡, 王志强, 王明辉, 成思进, 吴文卓, 王艳兰, 赖炫扬, 柳晓军. 强激光场驱动Ar原子电离中的隧穿延时研究. 物理学报, 2022, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.71.20221295
    [2] 沈星晨, 刘洋, 陈淇, 吕航, 徐海峰. 超快强激光场中原子分子的里德堡态激发. 物理学报, 2022, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.71.20221258
    [3] 陶建飞, 夏勤智, 廖临谷, 刘杰, 刘小井. 强激光场原子电离光电子轨迹干涉全息理论及应用. 物理学报, 2022, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.71.20221296
    [4] 黄雪飞, 苏杰, 廖健颖, 李盈傧, 黄诚. 反向旋转双色椭偏场中原子隧穿电离电子的全息干涉. 物理学报, 2022, 71(9): 093202. doi: 10.7498/aps.71.20212226
    [5] 周旭聪, 石尚, 李飞, 孟庆田, 王兵兵. 利用双色激光场下阈上电离谱鉴别\begin{document}$ \rm H_3^{2+} $\end{document} 两种不同分子构型. 物理学报, 2020, 69(7): 073201. doi: 10.7498/aps.69.20200013
    [6] 黄文逍, 张逸竹, 阎天民, 江玉海. 超快强场下低能光电子的研究进展解析R矩阵半经典轨迹理论. 物理学报, 2016, 65(22): 223204. doi: 10.7498/aps.65.223204
    [7] 赵磊, 张琦, 董敬伟, 吕航, 徐海峰. 不同原子在飞秒强激光场中的里德堡态激发和双电离. 物理学报, 2016, 65(22): 223201. doi: 10.7498/aps.65.223201
    [8] 王艳海. 强场隧穿电离模式下的氦原子电离时间问题研究. 物理学报, 2016, 65(15): 153201. doi: 10.7498/aps.65.153201
    [9] 王品懿, 贾欣燕, 樊代和, 陈京. 不同波长下氩原子高阶阈上电离的类共振增强结构. 物理学报, 2015, 64(14): 143201. doi: 10.7498/aps.64.143201
    [10] 周前红, 董志伟. 弱电离大气等离子体电子能量分布函数的理论研究. 物理学报, 2013, 62(1): 015201. doi: 10.7498/aps.62.015201
    [11] 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. 物理学报, 2013, 62(11): 113201. doi: 10.7498/aps.62.113201
    [12] 田原野, 魏珊珊, 郭福明, 李苏宇, 杨玉军. 共振条件下载波包络相位效应对阈上电离谱的影响. 物理学报, 2013, 62(15): 153202. doi: 10.7498/aps.62.153202
    [13] 田原野, 郭福明, 杨玉军. 原子势对阈上电离平台的影响. 物理学报, 2013, 62(7): 073202. doi: 10.7498/aps.62.073202
    [14] 沈礼, 野仕伟, 戴长建. 电场中Eu原子电离阈移动的实验研究. 物理学报, 2012, 61(6): 063301. doi: 10.7498/aps.61.063301
    [15] 张娜珍, 仓怀文, 王卫国, 苗书一, 金峰, 吴庆浩, 花磊, 李海洋. 乙醚团簇在纳秒激光场中的多价电离及其电子能量分布的研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4556-4562. doi: 10.7498/aps.58.4556
    [16] 唐 霖, 黄建华, 段正路, 张卫平, 周兆英, 冯焱颖, 朱 荣. 冷原子穿越激光束的量子隧穿时间. 物理学报, 2006, 55(12): 6606-6611. doi: 10.7498/aps.55.6606
    [17] 王骐, 陈建新, 夏元钦, 陈德应. 基于OFI椭圆偏振光场等离子体中电离电子能量分布的研究. 物理学报, 2002, 51(5): 1035-1039. doi: 10.7498/aps.51.1035
    [18] 仝晓民, 李家明. 强激光场阈上电离理论. 物理学报, 1991, 40(2): 190-197. doi: 10.7498/aps.40.190
    [19] 陈荣清, 徐至展, 姚关华, 余玮. 包含自电离过程的阈上离化. 物理学报, 1990, 39(6): 25-32. doi: 10.7498/aps.39.25
    [20] 陈宝振. 氢原子阈上电离角分布. 物理学报, 1990, 39(1): 40-45. doi: 10.7498/aps.39.40
计量
  • 文章访问数:  3052
  • PDF下载量:  293
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-09-15
  • 修回日期:  2016-10-24
  • 刊出日期:  2016-11-05

利用类维格纳分布函数方法研究阈上电离

  • 1. 中国科学院上海光学精密机械研究所, 量子光学重点实验室, 上海 201800;
  • 2. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
  • 通信作者: 陈京, chen_jing@iapcm.ac.cn
    基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB922201)、国家自然科学基金(批准号:11304329,11175227,11105205,11274050,11334009,11425414)和上海市自然科学基金(批准号:13ZR1463100)资助的课题.

摘要: 提出了一种类维格纳分布函数并用该分布函数计算了氢原子在少周期、不同偏振方向和不同激光频率的激光脉冲中电离后光电子的各种分布:线偏振下的时间-能量分布、时间电离率分布和椭圆偏振下的时间-出射角分布、角度分布和时间电离率分布.结果显示:随着激光频率降低,所有分布清楚直观地展现出电子从多光子区域到隧穿区域的转变过程.对线偏振情况,伴随着这种转变,电离时间与最终动量之间的半经典关系与时间-能量分布越来越一致.同时,时间-能量分布清楚地展现了隧穿区域中的干涉结构,并给出了干涉原因是由不同时刻电离出的具有相同能量的电子干涉形成的.对椭圆偏振,通过量子计算与半经典结果的比较,分别得到了角度分布的角度偏移和时间分布的时间偏移.计算发现时间偏移远小于角度偏移,两者之间并不对应.因此,基于两种偏移相对应原理的阿秒测量技术是不准确的.而且计算表明时间偏移的数值有正有负,因此该偏移也不能解释为隧穿时间.

English Abstract

参考文献 (27)

目录

    /

    返回文章
    返回