强场下的小分子动力学.docx

强场下的小分子动力学在过去10 多年，强场下的小分子动了学研究有快速的发展同时，超短脉冲激光研究同步 的革新，以至于飞秒激光获得了广泛的应用这篇评论从实验的角度讨论，从开始讨论这个 研究的价值和“强场”这个定义开始然后描述了蓝宝石激光器的特性，包括脉冲放大、啁 啾脉冲放大器、光学参量放大、激光脉冲诊断和绝对位相进一步讨论了聚焦、焦点效应和 空间电荷物理方面的讨论开始于keldysh参数和电离的三个范围，也就是多光子、隧穿、 越过势垒同时也提到了直接双电离（不是连续电离），高谐波，阈上电离，阿托秒其后，运用含时薛定谔方程的理论计算和实验结果进行了比较强光场下的H +的动力解释了键软2化，震动捕获（键硬化） ，低阈值解离，光场导致分子轴向取向最后讨论了改进的Franck Condon理论，临界距离的电离增强和双原子三原子分子的库仑爆炸1.简介 为何每一个人都研究强光场小的小分子？强场并不是分子研究的最适合工具弱场更适合展 现分子的结构因为他们的带宽窄弱场中的分子处于微扰范畴真正的说光谱学是很成功的， 它能和成功的理解自由原子和小分的结构激光越来越作为工具而不是应用于光谱学从原子到分子3.1 多光子、隧穿、越过势垒电离现象在强光场中被广泛的研究。

当光子能量比电离能小很多我们可以把强光场的电离划 分为多光子、隧穿、越过势垒这些过程是用凯尔戴什参数一个自由电子在激光场中按照 激光的频率振荡电子颤动能或者有质动能F 0和o是激光场中电场的强度和角频凯尔戴什参数与结合能和有质动能有关场强度的计算可以是用/ Intensity in W cm-2 \ 1 "局 P —3.51 x 10'^ —）多光子通道中厂八一个自由电子不能吸收振荡场中的能量，能量吸收在半个循 环，辐射在下一个循环如果电子相互碰撞然后方向反转，他就能在两个半循环 中吸收能量非调谐的电子与核相互作用在这种范畴中是必须的隧穿通道原子核的散射不很重要原子或分子实与激光场之间形成的势垒足够小 隧穿才有可能发生静电场和振荡场是不同的静态场隧穿增强振荡场隧穿电 子在下半个循环被弹回， 除非电子速度足够快能过到达势垒另一边…」：1"川小激光场可以被认为半静态场ADK隧穿计算用来计算电离率对s电子Z 是核的电量， F 激光场的强度0有效量子数n *定义为电子的束缚能越过势垒，对于非秒激光，主要是越过势垒在经典阈值内，电离时间与电离李成反比，10-100fs隧穿电离比较急速，激光场变化比较缓慢。

3.2 直接双电离在大量的实验中，电离率根据激光强度来讨论 H 的不连续电离称为直接双电e力H2+电离可以通过两个连续电离和单独电离获得，或者在一个过程中两个电 e子在一个事件中被电离掉两个连续过程为r和r ,直接双电离率为r这个01 12 02 过程是非线性的，并且依赖于激光场强度他们耦合的方程中性粒子、电离、双 电离为dPo = 一 （「01 +dA =「oiFodr —『伍丹 dr,违鬥二「02戸0山+「12戸1曲” 激光的时间包迹需要考虑进去电离率能用含时薛定谔方程解出来由于实验获 得的数据比较复杂，目前还没有办法把实验数据和理论数据比较产物率只与激 光焦点的定阈有关图 5 是 N 2的电离曲线曲线的断开表示双电离为 0，他是真正的连续电离实验误差可以看出是非序性电离谁着单电离的饱和非序性电离消失oqs .一专uud SUC二 o J ⑪ qEnNPeak laser intensity / W cm 2Figure 5. Ion yield versus laser intensity for N? molecules exposed to focused laser pulses of 50 fsand 入=800 nm・ The deviation of the measurements of the doubly charged channels from the theoretical curve is a result of non-sequential ionization. Adapted from Cornaggia [28].4. H +在强场中的原子核动力学2从理论的角度看，仅仅简单的分子能被研究。

在实验的角度，H+在激光场中并2不简单很难单独控制，去研究H +初始态，在考虑震动和旋转激发态的同时2这这儿讨论解离4.1 含时计算原则上，最精确的理论模型探讨H +在短脉冲光场中的现象利用薛定谔含时方程2为了限制自由度的数目，一般把核运动的方向限制在激光电场的极化方向由于 是圆柱对称性存在，只需要两个坐标描述电子的运动这样就能通过三维的数值 积分解决问题 BOA 被用来进行分离核与电子的运动l-i^urc (n. TeimpDral cvclufinm of a vibniLLDnul wavepacket ad in a laser pulse- od mlen^ily1 7 x IO11 Wen-2, wavde-ngih 780 nm

100-200fs在脉冲的高端，没有演化一个波包在R-4a0,波包稳定只有一个凸起。