圆偏振激光场作用下镁原子非次序双电离的理论研究

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长时间以来,探究激光与物质相互作用过程中产生的新现象是物理学研究的重要课题之一。近几年来,随着科技的发展,激光技术也不断的发展,激光强度不断提高,脉冲宽度不断缩短,这使得人们探究激光与物质之间相互作用过程迈入了强场条件下的物理领域。而且在强激光脉冲分别与原子、分子之间相互作用下又产生了许多史无前例新颖的物理现象。追溯到新的强场物理现象中,人们对短激光脉冲下原子的非次序双电离现象格外感兴趣,因为它高度的反映出了电子与电子之间的关联行为。电子的关联性,在非次序双电离过程中起着很重要的作用,许多的双电离研究注重研究电子关联性中的角关联,重碰撞等。为了让理论和实验相结合,应用理论模型可以去模拟实验上看到的强场中双电离实验机制,经过不断的模拟和演化,人们获得了很多解决问题的模型和计算的好方法,其中这里面有纯量子模型、半经典模型、以及经典理论模型。本文主要运用的是经典理论模型。电子关联效应可以通过此理论方法有效地体现出来,并且此方法在一定程度上可以模拟出与实验相接近的结果。在不同的理论方法中,经典系综方法它具有所需计算资源少、高计算效率、提供清晰形象化的物理过程、易于进行物理分析等特点而广泛地被大家采用。我们可以应用经典系综方法这个强有力的研究工具来认识强场中双电离过程。首先,在本文中,通过应用经典系综方法,我们经过理论计算研究了少周期圆偏振激光场作用下镁原子非次序双电离动力学过程,其中,我们对少周期圆偏振激光场下不同延迟时间对镁原子电子关联性影响等问题进行了细致的分析和讨论。由于超短激光脉冲技术不断前进,实验观测手段不断提高,人们已经可以创造出近单周期超短脉宽的激光脉冲,并可以对少光学周期的激光脉冲作用下双电离过程实施很好的统计,得到的结果帮助大家更好更清楚的了解短周期强激光场作用下的双电离机制。然而,早期的非次序双电离实验都是应用多周期激光脉冲,将会导致多重碰撞,而多重碰撞的非次序双电离会导致对重碰撞的理解更加困难。在少周期的圆偏振激光脉冲下镁原子非次序双电离,我们可以通过物理图像充分说明只发生一次重碰撞,这样使得我们可以更清楚的理解电子的关联行为,因此我们应用的是短周期的激光脉冲。其次,通过分析电子能量和动量、两个电子间排斥势能、两个电子分别和原子核之间距离随时间变化的分布。这些理论结果表明,在少周期圆偏振激光场作用下镁原子只发生一次重碰撞。此外,我们定义双电离时刻和碰撞时刻的时间间隔为延迟时间。我们通过划分长时间延迟和短时间延迟来研究电子-电子之间的关联性。研究了延迟时间对电子动量关联谱、角分布、离子反冲动量谱的影响。在时间延迟长的情况下,电子的动量主要分布在二、四象限,相应的两个电子夹角主要分布在钝角的范围内,离子反冲动量谱我们也会发现,在原点周围比较密集,而远离原点的位置比较稀疏,这些结果都表明两个电子是反关联的,说明延迟时间对电子的发射过程起着重要的作用。
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