Xe原子440nm附近多光子共振電離過(guò)程的研究.pdf

1、本文以惰性氣體Xe為研究對(duì)象，針對(duì)Xe原子440nm附近的多光子共振電離過(guò)程開(kāi)展了一系列的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究，探索惰性氣體多光子過(guò)程中激光與物質(zhì)相互作用的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制，為稀有氣體激光感生碰撞過(guò)程的初始激發(fā)態(tài)4f能級(jí)制備打下了良好的實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。
　　理論上，主要研究了原子的四光子共振激發(fā)過(guò)程，從全量子理論出發(fā)，采用相互作用表象獲得多光子躍遷耦合方程組，考慮到原子在激發(fā)態(tài)壽命是有限的，幾率振幅在有限的時(shí)間區(qū)間內(nèi)連續(xù)有限，對(duì)幾率振

2、幅作Laplace變換得到一個(gè)多元線性代數(shù)方程組并假設(shè)原子是等間距共振躍遷的情況，最終得到四光子躍遷幾率的解析表達(dá)式。此外還計(jì)算了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)最佳時(shí)序參量以及Wiley-McLaren型質(zhì)譜儀中Xe+的飛行時(shí)間。分析了激光能量起伏對(duì)多光子電離實(shí)驗(yàn)信號(hào)平均的影響，計(jì)算結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)中激光器輸出能量的起伏所帶來(lái)的相對(duì)誤差δ=0.0012，平均過(guò)程對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響不大。
　　實(shí)驗(yàn)方面，獲得了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)最佳時(shí)序參量，確定了光信號(hào)與脈沖閥觸發(fā)信號(hào)

3、之間的最佳延遲量為360-400μs。分析討論了440nm附近Xe原子中可能存在的多光子共振電離通道。使用飛行時(shí)間質(zhì)譜儀系統(tǒng)研究了激光能量和束源氣壓對(duì)Xe原子4f能級(jí)共振激發(fā)過(guò)程的影響。獲得了Xe原子440nm附近多光子共振電離譜。研究了Xe原子多光子共振電離譜隨激光能量、氣壓及光斑變化的情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析表明：不同激光能量，氣壓以及不同光斑引起多光子共振電離譜的頻移和展寬分別是Xe6s能級(jí)三次諧波產(chǎn)生與共振電離過(guò)程之間的競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)和