【摘 要】
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超快超强激光脉冲驱动原子相互作用发生了一系列有趣而新颖的高阶非线性现象,如高次谐波产生和非次序双电离等。强场非次序双电离中涉及的两个电子具有强烈的关联性,这为探索自然界普遍存在的电子关联行为提供了一个简单有效的途径。自1982年L’Huillier等人发现非次序双电离以来,强场非次序双电离一直是强场物理领域的热门课题。大量研究表明非次序双电离中电子关联行为及其微观动力学依赖于激光脉冲的强度、波长、
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超快超强激光脉冲驱动原子相互作用发生了一系列有趣而新颖的高阶非线性现象,如高次谐波产生和非次序双电离等。强场非次序双电离中涉及的两个电子具有强烈的关联性,这为探索自然界普遍存在的电子关联行为提供了一个简单有效的途径。自1982年L’Huillier等人发现非次序双电离以来,强场非次序双电离一直是强场物理领域的热门课题。大量研究表明非次序双电离中电子关联行为及其微观动力学依赖于激光脉冲的强度、波长、脉宽和偏振态等参数,由于电离电子主要受激光电场的作用力,电离电子的运动轨迹很大程度上取决于激光电场的具体波形。所以人们提出使用频率不同的两束超强激光脉冲组成的复合激光场来驱动原子的非次序双电离,通过调节两束脉冲的相对参数来改变复合激光电场的波形,从而实现对非次序双电离的控制。双色圆偏振激光场就是近年来的一个热门方案,通过调节两束圆偏振光的相对强度等参数,可以实现一个波形灵活可调的二维激光电场。这对调节强场非次序双电离中电子的微观动力学,进而控制电子的关联行为都是极其有利的。对于少周期激光脉冲,激光脉冲的载波包络相位对激光电场的波形也有显著影响,因此本文提出使用少光周期反旋双色圆偏振激光脉冲驱动Ar原子非次序双电离,研究关联电子微观动力学对少周期双色圆偏振场中两束脉冲的相对相位的依赖关系。可见光或近红外非线偏振光场中原子双电子系统三维含时薛定谔方程的数值求解对于目前的计算资源仍然是一个巨大的挑战。近年来人们开发了经典系综模型来处理强激光场中两电子的电离问题,该方法具有计算过程简单、计算效率高、与实验结果吻合度高等特点,被人们广泛应用于非次序双电离的理论研究。本文运用三维经典系综模型研究少周期反旋双色圆偏振激光脉冲驱动Ar原子非次序双电离。重点研究电子关联行为和电子微观动力学过程对双色圆偏场中两脉冲相对相位的依赖。数值计算结果表明,双电离几率对相对相位有明显的依赖关系,在相对相位为0.7π时双电离几率最大。我们选择了四个典型相对相位进行深入分析,四个不同相对相位下沿激光二维偏振平面的相关电子动量主要分布在复合电场负矢势曲线的三条边上。随着相对相位的增加负矢势和相关电子动量分布一起顺时针旋转,说明相对相位影响电离电子的出射方向。根据电子电离先后顺序,我们从理论上分离出第一个电子和第二个电子,发现第一个和第二个电子分布在动量分布图中两个明显不同的区域,我们可从相关电子动量分布图中直观区分出第一个和第二个电子。通过反向跟踪电离电子的经典运动轨迹并进行碰撞时间、电子电离时间的统计分析,与激光电场的负矢势和电子动量分布图比较,我们还可以从中获取电子的释放时间。仔细检查自由电子的返回方向发现,自由电子的返回角度与相对相位密切相关,且可通过改变相对相位来连续控制自由电子返回角度。通过分析双电离与再碰撞之间的时间延迟,可以直观的得到碰撞直接电离和碰撞激发场致电离在非次序双电离中所占的比例。统计结果表明相对相位显著地影响碰撞直接电离和碰撞激发场致电离在Ar原子非次序双电离中的相对贡献。
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