强场驱动下原子双电离微观动力学研究

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本论文利用经典系综理论研究了椭圆偏振激光脉冲驱动的原子(Ar和Xe)非次序双电离(NSDI)和次序双电离(SDI)。其研究内容主要包括两个方面,二、椭偏光驱动下原子NSDI对激光强度的依赖;二、少光周期的椭偏光驱动下原子NSDI和SDI。利用经典系综模型,研究了椭圆偏振激光脉冲驱动下氩原子非次序双电离。计算结果显示,电子对的关联效应强烈的依赖于激光强度。在激光强度较高时,沿激光偏振平面长轴方向的关联电子对的动量谱主要分布在一、三象限并呈现出V-型结构;在激光强度较低时,关联电子对的动量谱却主要分布在二、四象限。追踪分析NSDI的经典轨迹显示,即使在椭偏光驱动下NSDI事件仍然是由于再碰撞而发生,末态电子之间的排斥作用对沿长轴方向的V-型结构起到了决定性的作用。另外,第一个电子电离时的初始速度对再碰撞的发生起到了关键性的作用,单电离和碰撞之间的时问延迟强烈的依赖于椭偏率。利用经典系综模型,我们研究了椭圆偏振激光脉冲驱动下氩原子NSDI的电子关联行为。在该脉冲驱动下,对NSDI事件不仅有第一个电子在第一次返回时的贡献而且也有后面返回时的贡献。我们主要研究了NSDI事件中的第一次返回和第二次返回对应的轨迹。对于再碰撞发生在电子第一次返回时的轨迹,沿激光偏振平面长轴方向的关联电子对动量谱显示出了明显的V-型结构,并且V-型结构位于三象限。对于再碰撞发生在电子第二次返回时的轨迹,关联电子对的动量谱却均匀的分布在四个象限。分别追踪分析这两种轨迹显示,再碰撞时的能量和激光场相位是不同的,因此导致这两种轨迹下电子的微观动力学行为不同。利用经典系综模型,研究了少光周期的椭圆偏振激光脉冲驱动下的Xe原子NSDI,使用的激光强度为2.5×1014W/cm2,波长为780nm。计算结果显示,在不同的载波包罗相位(CEP)下,NSDI中得到的末态关联电子对沿激光偏振平面长轴方向的动量谱主要分布在一、三象限,呈现出强烈的正关联行为。关联电子对末态动量分布于一、三象限的总数量之比随CEP增大呈现先减小后增大的趋势。轨迹分析表明,在该激光脉冲驱动下,NSDI事件仍然是由于再碰撞而发生的,并且再碰撞过程是以直接碰撞电离机制为主;另外,我们的计算结果显示,再碰撞时刻对应的激光场相位强烈的依赖于CEP。利用经典系综模型,我们研究了少光周期的椭圆偏振激光脉冲驱动下氙原子双电离,使用的激光强度为4×1014W/cm2。计算结果显示,在激光脉冲驱动下,双电离过程中同时存在SDI和NSDI。SDI和NSDI的动量分布均强烈的依赖于CEP。追踪分析显示,SDI中两电子的电离时间和NSDI中的碰撞时间也强烈的依赖于CEP,从而导致SDI和NSDI的动量分布依赖于CEP。通过追踪分析经典轨迹,我们详细的研究了这两种机制下电子对的电离过程。
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