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本文以光与物质相互作用的速率方程理论和密度矩阵方程理论为出发点,推求出共振增强多光子电离(REMPI)过程中电离几率的解析表达式,以此为基础,应用MATLAB软件数值模拟了光电离几率随激光参量和物质系统特征参数的变化关系。
在速率方程理论中发现:电离几率随光强的增加而增大,最后达到饱和值1,之后继续增大光强,电离几率则出现振荡现象,把该现象的出现归因子物质系统能级在强场中的劈裂,劈裂能级之间的量子相干效应使得电离几率出现大于1的振荡现象;随脉冲宽度的增加,延长了激光和系统的相互作用时间,电离几率都是从零开始逐渐增大直至饱和值1,不同激光强度下电离几率达到饱和时所需的脉冲宽度值不同;研究还发现,自发辐射寿命和碰撞弛豫系数对电离几率的影响很小,实际应用中可忽略。
由密度矩阵方程理论发现:激光频率失谐量越小,电离几率越大,失谐量为零时,电离几率达到最大值;电离几率随纵向、横向弛豫速率的增加而减小,但随纵向弛豫速率的增加近似以线性规律减小,随横向弛豫速率的增加,电离几率的减小呈现非线性的特征。
本文的研究成果可对多光子电离技术的实际应用提供理论指导。