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原子（离子）分子在强激光场中的电离

作　者: 王元生
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: 强激光场隧道电离 ADK模型 MO-ADK模型阈上电离
分类号: O437
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来,随着激光技术的迅速发展,激光与原子分子的相互作用问题已成为许多理论及实验研究的热门课题。当前,价电子与强激光的相互作用能已远远大于其束缚能。这样,我们就可以观察到一些新的现象,如多光子过程,阈上电离,隧道电离等。本论文研究了原子分子在强激光场中的电离特性,其主要工作如下:第一,在隧道电离区域利用ADK模型并考虑了激光的体积效应,对惰性气体原子及各价离子在强激光场中的电离产额进行了计算,并与BSI模型及实验结果进行了比较,结果发现ADK模型的结果会随着原子序数的增加而变好,尤其对Xe离子,不需要进行强度转换就能给出很好的结果。由此可以得出结论:对于重原子(或离子),用ADK模型得到的离子产额与实验结果符合得更好。最后通过分析ADK模型的适用范围,给出了和计算结果相一致的结论。第二,利用MO-ADK理论计算了N2、CO、O2在强激光场中的电离速率,并分析了分子轴方向和电场方向成不同角度时的电离速率的变化情况。通过对计算结果进行分析可以得出,双原子分子的电离速率的最大值并不一定出现在分子轴和电场一致的方向上。电离速率和分子的电子密度有关,对于σ轨道,电子云主要沿分子轴方向分布,使得在0°时电离速率最大,但对于π轨道,电子云主要沿垂直于分子轴方向分布,从而在0°时电离速率出现一极小值。第三,将含时密度函数理论应用于多电子体系,建立了Kohn-Sham方程。利用分裂算符法求解了三维Schr?dinger方程和Kohn-Sham方程,并用窗算符技术得到了氢原子和氦原子的电离能量谱,将氢原子的能量谱与Chen et al精确求解TDSE所得结果进行了比较。研究表明,两种方法可以给出基本一致的计算结果。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
第一章概述  9-18
  1.1 多光子过程  9-10
  1.2 多光子电离  10-11
  1.3 隧道电离理论  11-13
  1.4 强激光输出的实现  13-14
  1.5 研究强激光与物质相互作用的意义  14-17
  参考文献  17-18
第二章强激光与原子相互作用的基本理论和方法  18-28
  2.1 电磁场与原子相互作用的基本理论概述  18
  2.2 原子在激光场中的含时Schr(o|¨)dinger方程  18-20
  2.3 原子与含时外场相互作用的基本理论和方法  20-26
  参考文献  26-28
第三章惰性气体原子和离子在强激光场中的隧道电离  28-36
  3.1 引言  28-29
  3.2 理论方法  29-30
  3.3 计算结果与讨论  30-34
  3.4 结论  34-35
  参考文献  35-36
第四章双原子分子在强激光场中的隧道电离  36-42
  4.1 引言  36
  4.2 理论方法  36-38
  4.3 计算结果与讨论  38-40
  4.4 结论  40-41
  参考文献  41-42
第五章强激光场中氢原子和氦原子的阈上电离谱  42-52
  5.1 引言  42
  5.2 理论方法  42-47
  5.3 计算结果与讨论  47-50
  5.4 结论  50-51
  参考文献  51-52
第六章总结与展望  52-53
致谢  53-54
攻读硕士期间发表的研究论文  54

原子（离子）分子在强激光场中的电离

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