線性分子在強(qiáng)激光場中電離角分布的理論研究.pdf

1、強(qiáng)激光脈沖作用下的分子表現(xiàn)出了很多新奇的非微擾的電離現(xiàn)象,包括多光子電離(MPI)、閾上電離(ATI)、隧穿電離(TI)、越壘電離以及非序列雙電離(NSDI)等等。當(dāng)Keldysh參數(shù)g>1時(shí),分子在激光場中的多光子電離占主導(dǎo);而當(dāng)g<1時(shí),主要發(fā)生隧穿電離、甚至越壘電離。隨著超短、超強(qiáng)脈沖激光的不斷發(fā)展,強(qiáng)激光場與分子相互作用引起了人們極大的興趣。這是因?yàn)閺?qiáng)激光場和分子在相互作用過程中,不僅會出現(xiàn)與原子體系同樣的現(xiàn)象,而且會出現(xiàn)一些更

2、加復(fù)雜并且有趣的物理過程。例如分子鍵的軟化、硬化和斷裂,分子的解離、電荷共振增強(qiáng)電離和庫侖爆炸,分子電離的取向依賴以及電離抑制等現(xiàn)象。原則上,可采用數(shù)值求解分子在強(qiáng)激光場中的含時(shí)薛定諤方程對上述現(xiàn)象進(jìn)行研究,但是計(jì)算量非常大。本文則采用分子隧穿電離理論(即MO-ADK理論)研究分子在強(qiáng)激光場中的電離速率,該理論最大的優(yōu)點(diǎn)是形式簡單、計(jì)算量小。本文的主要研究工作分為以下兩部分:
　　第一,本文采用B樣條函數(shù)展開方法精確求解線性分子的

3、非含時(shí)薛定諤方程,得到不對稱異核雙原子分子HeH2+的能級和分子波函數(shù),用計(jì)算所得的波函數(shù)確定了HeH2+在幾個(gè)核間距下的分子結(jié)構(gòu)參數(shù)。然后利用MO-ADK理論對HeH2+的強(qiáng)場電離速率對分子取向角的依賴關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。研究結(jié)果表明,HeH2+的幾個(gè)低激發(fā)態(tài)(2pσ,2pπ,3dδ)的軌道形狀很好地反映在了取向依賴的電離速率當(dāng)中,但是,對于基態(tài)1sσ,電離速率與電子密度的角分布存在很大差異,另外,我們還計(jì)算了核間距依賴的電離概率,

4、所得結(jié)果和通過求解含時(shí)薛定諤方程所得到的結(jié)果符合地非常好。
　　第二,我們還確定了不對稱異核雙原子分子LiH3+、BeH4+在幾個(gè)核間距時(shí)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過在MO-ADK理論中考慮分子能級的移動(即Starkshift),研究了Stark效應(yīng)對分子電離角分布的影響。研究結(jié)果表明,Stark效應(yīng)對大多數(shù)線性分子電離角分布的影響比較小,而HeH2+(1sσ)的基態(tài)和CO(5σ)的最高占據(jù)軌道是個(gè)例外,即考慮和不考慮Stark效應(yīng)時(shí)的電離