10288.飛秒強場下分子離子核振動波包動力學(xué)過程研究

1、分類號：密級：學(xué)校代碼：10165學(xué)號：201311000809連享師耗犬擎碩：lz學(xué)位論文⑨飛秒強場下分子離子核振動波包動力學(xué)過程研究作者姓名：學(xué)科、專業(yè)：研究方向：導(dǎo)師姓名：導(dǎo)師姓名：王曉楠光學(xué)強場光物理劉成森教授梁青青講師2016年4月遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要自激光誕生以來，光與物質(zhì)的相互作用就引起了人們的濃厚興趣。飛秒激光的出現(xiàn)，光與物質(zhì)的相互作用進(jìn)入了強場領(lǐng)域，微擾理論己不再適用。隨著激光技術(shù)的發(fā)展不斷發(fā)展，各種理論和實驗

2、相繼出現(xiàn)。強場下原子分子的取向、電離、解離、核裂變、核聚變等現(xiàn)象的出現(xiàn)，對于我們研究原子分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)及實現(xiàn)量子相干操控提供了有利依據(jù)。當(dāng)激光電場聚焦強度處于lOlZ～1016wcm2時，原子分子在強激光場下發(fā)生電離、解離(分子)。本文在此背景下在理論上研究飛秒強場下分子的核振動波包動力學(xué)過程，為實驗提供定性及半定量理論解釋，并為實現(xiàn)分子的量子操控及飛秒化學(xué)過程操控提供理論依據(jù)。本文的主要內(nèi)容包括以下幾部分：第一部分介紹強激光場與

3、原子分子相互作用動力學(xué)過程。實驗上，原子分子在強場下的行為，從取向，構(gòu)型變化，到庫侖爆炸，高次諧波，核裂變聚變等都一一觀察到并在研究領(lǐng)域向更深廣發(fā)展；隨著啁啾等激光技術(shù)的出現(xiàn)，在實驗上己能部分實現(xiàn)操控強激光場下原子分子動力學(xué)行為及量子相干行為；理論上，出現(xiàn)并發(fā)展了多種解釋機制并詳細(xì)闡述了各種解釋機制的優(yōu)缺點。第二部分介紹了本論文所采取核振動波包的半經(jīng)典理論的理論基礎(chǔ)：在波恩奧本海默近似和弗蘭克康登躍遷的基本原理基礎(chǔ)上，以量子化學(xué)計算方法

4、計算了高斯型脈沖下的分子離子勢能面：將Wigner表象下的核振動波包設(shè)為初始波包。結(jié)合以上近似和基礎(chǔ)理論展開理論模型。第三部分具體介紹了強場下核振動波包半經(jīng)典理論：即將上述核振動初始波包，以牛頓力學(xué)為動力學(xué)基礎(chǔ)，將波包置于強場作用下的分子離子勢能面上，編寫程序模擬波包的動力學(xué)過程；分析并解釋核振動波包的動力學(xué)過程及結(jié)果。第四部分為計算的主要部分，即以核振動波包半經(jīng)典理論模擬C3H8分子和NO分子在飛秒強場下的電離解離動力學(xué)過程，和實驗結(jié)

5、果相比較。具體過程為，首先計算分子離子在強場下的勢能面，再將具有Wigner初始分布的核振動波包置于該勢能面上，追蹤其運動軌跡并最終計算分子離子的解離幾率。與相同脈寬飛秒強激光場下的同分子質(zhì)譜實驗相比較，符合較好，即在定性上能完全解釋實驗結(jié)果，并在半定量上能與實驗相一致，也即，在同等強度及脈寬激光場下，分子發(fā)生電離和解離，且解離幾率的趨勢與飽和性與計算結(jié)果相一致，且?guī)茁手翟谝欢ǔ潭壬蠈嶒灪屠碚摲系幂^好。關(guān)鍵詞：飛秒強場；原子分子動力學(xué)