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H原子在强激光场中电离的理论研究

作　者: 吴金香
导　师: 周效信
学　校: 西北师范大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 强场近似库仑修正方法含时薛定谔方程长度规范速度规范
分类号: O562.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
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内容摘要

超短、超强激光的出现,为光与物质相互作用的研究提供了新的极端条件。原子在强激光场中的电离是激光与原子相互作用的主要过程之一,利用激光场与原子的相互作用发生的电离现象不仅使人们能够了解原子本身的性质,而且能够研究原子和分子内部的超快过程,因此对原子在强激光场中发生电离现象的研究具有十分重要的意义而引起人们的重视。从理论上研究原子在强激光场中电离过程的主要方法有数值求解含时薛定谔方程(Time-Dependent Schr?dinger Equation,TDSE)、强场近似(Strong Field Approximation,SFA)和ADK近似等。由于数值求解TDSE计算量过大,对计算机的要求较高,而ADK模型适用于隧道电离区域且对于原子序数较大原子在激光场中的电离,不适用于处理原子序数较小原子在激光场中的电离问题,所以人们一般常采用SFA方法,这种方法具有计算简便、物理思想明确的优点。但不足之处是这种方法由于忽略了母核对电子的影响,在大多数情况下计算结果相对较差,因此需要在SFA方法中引入Coulomb修正。为了考察由Krainov引入的Coulomb修正效应中原子的电离随激光参数变化的关系,本论文首先利用传统的强场近似方法分别在长度规范和速度规范下计算了H原子基态在不同波长激光场中电离的能量谱,并和数值求解含时Schr?dinger方程的结果进行了比较,接着又利用传统的强场近似方法和考虑Coulomb修正的强场近似方法,计算了H原子在激光场中的总电离几率分别随激光强度和波长的变化以及H原子在不同波长激光场中电离的能量谱,并将得到的能量谱与直接数值求解含时Schr?dinger方程的结果进行了比较,结果发现:当激光波长较长时,考虑Coulomb修正的强场近似方法得到的结果与数值求解含时Schr?dinger方程的结果符合得较好。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章概述  8-20
  1.1 超短超强激光输出的实现  8-11
  1.2 原子在强激光场作用下的电离  11-14
  1.3 研究强激光场与物质相互作用的意义  14-17
  1.4 本论文的工作  17-18
  参考文献  18-20
第二章强激光场与原子相互作用的基本理论和方法  20-32
  2.1 强激光场与原子相互作用的基本理论概述  20-21
  2.2 原子在强激光场中的含时Schr?dinger 方程  21-23
  2.3 求解原子在强激光场中的含时Schr?dinger 方程的理论方法  23-24
  2.4 强场近似（SFA）理论  24-30
  参考文献  30-32
第三章用强场近似方法研究强激光场中H 原子的电离  32-41
  3.1 引言  32-33
  3.2 理论方法  33-34
  3.3 计算结果与讨论  34-38
  3.4 结论  38-40
  参考文献  40-41
第四章总结和展望  41-43
  参考文献  42-43
攻读硕士学位期间完成的论文  43-44
致谢  44

H原子在强激光场中电离的理论研究

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