强激光场中原子电离过程光子动量分配研究

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1、万方数据强激光场中原子电离过程光子动量分配研究(申请中国工程物理研究院理学硕士学位)培养单位学科研究生指导教师吾1j指导教!J币中国工程物理研究院理论物理陶建飞刘杰研究员傅立斌研究员二。一四年五月万方数据StudyofPhotonMomentumPartitioninStrongLaserFieldIonizationofAtomsDissertationSubmittedtoChinaAcademyofEngineeringPhysicsinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceTaOJ

2、ianfei(TheoreticalPhysics)DissertationSupervisor：ProfessorLiuJieAssociateSupervisor：ProfessorFuLibinMay，2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国工程物理研究院或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做得任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。签名：讴建堑日期：伽f牛6．厂学

3、位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解并接受中国工程物理研究院研究生部有关保存、使用学位论文的规定，允许论文被查阅、借阅和送交国家有关部门或机构，同时授权中国工程物理研究院研究生部可以将学位论文全部或部分编入有关数据库进行检索，可以影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。作者签名：似作者签名：【删V靳虢哆日期：竺!生：鱼：S万方数据摘要摘要在纷繁复杂的物理学研究领域中，光与物质的相互作用是永恒的话题。自1905年爱因斯坦引入光量子解释光电效应以来，随着物理学的发展，这一领域也进入了新的阶段。尤其是上世纪60年代理想光源激光的发明后，随着激光的光强不断增强，原子分子内

4、部电子与外激光场的相互作用与电子与核的库仑相互作用可比时，早期研究中广泛使用的量子力学微扰论不再有效。在强激光的作用下，原子分子将发生大量非线性非微扰的物理过程，如阈上电离、高次谐波产生以及非序列双(多)电离等。新现象的涌现迫使人们发展新的理论研究方法，对新的物理过程的研究成果同时也对新的物理实际应用具有促进作用。本论文的第一章为绪论部分，简单的回顾了强场物理的历史以及激光技术的发展。对于强场物理的一些典型过程做了一番阐述。同时，也举例说明强场物理如何可以应用于观测最基本的亚原子级别电子运动。第二第三章介绍了强场物理目前主要的研究方法。第二章对直接求解薛定谔方程法、强场近似理

5、论、纯经典方法以及Keldysh隧穿理论进行了概述。直接求解薛定谔方程法是最可信最基本的理论研究方法，但是由于其无法明确区分物理过程以及数值计算量太大等缺点，使得一定程度的近似成为必要。其他的方法在某些方面都取得了不错的成果。其中Keldvsh理论对于强场物理的早期解析理论发展具有重要意义，同时对于推动早期理论发展也有重大贡献。第三者详细阐述了半经典再散射模型。基于被普遍认可的强场物理’’三步“过程，发展了以量子隧穿理论、微正则系综法给出粒子初值，求解经典牛顿方程的半经典方法。此方法具有物理过程明确、可回溯轨道分析等优点，在强场物理的研究中占有重要的地位。第四五章研究了电离过

6、程中光子动量分配的问题。第四章中，对前一章的半经典方法做了一个扩展，使得原子核的运动也可以包括进来。同时考虑了激光场的电场和磁场分量。本章研究了强激光氖原子单电离过程中光子动量在电子和原子实之间的分配问题，并对其中的亚周期动力学进行了讨论。研究发现，电子与原子实之间的库仑相互作用在隧穿万方数据摘要以及再散射过程中光子动量在离子与电子间的分配具有重要影响，尤其对于线极化光这种影响格外重要。第五章使用半经典模型研究了氦原子非序列双电离过程中光子动量分配问题。研究结果表明，原子核与电子间的质量差异导致电子波包向激光传播方向漂移的比核厉害，当电子靠近原子核附近而受到核的再散射时，会将

7、一部分动量传递给原子核。这种动量交换与氦原子双电离机制紧密相关：简单计算表明，序列电离机制、回碰直接电离机制以及回碰激发再电离机制会给出不同的电子动且里0第六章对本文做了一个简单的总结，并对理论研究前景做了一个展挈。关键词：强场物理；半经典隧穿模型，非序列双电离；电子关联，光子动量分配II万方数据AbstractInthecomplexionsofphysicalresearcharea，interactionoflightandmatterisaneternalsubject．Eversincethe