高阶阈上电离光电子能谱对靶和激光强度的依赖性

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1、汕头大学硕士毕业论文摘要随着激光技术的不断进步,特别是飞秒激光乃至阿秒激光的实现,为人们研究光与物质相互作用开辟了一个新的领域，使我们能够实时追踪原子和分子的运动过程。近二十年来，强场诱导的再散射过程已经引起实验和理论的广泛兴趣。在各种再散射过程中，高能阈上电离（HATI）是最基本的一种，也是本文研究的主要内容。本文的主要目的是研究原子在强激光场中的HATI能谱平台与靶和激光强度的关系。本文主要包括以下三方面的内容:首先，简要回顾强场物理中的电离现象，介绍与强场物理的高阶阈上电离相关的几个常用基本概念：有质动能、原子单位

2、、“三步”模型。然后，介绍了当前描述高能阈上电离现象的三个基本数值方法，即求解含时薛定谔方程（TDSE）、强场近似（SFA）和量子再散射理论（QRS）。求解TDSE计算高强度、宽脉冲下的HATI光电子能谱对计算机要求比较高并且非常耗时，而SFA忽略了库仑相互作用对出射电子的影响，计算结果存在误差。在QRS模型中，电子的电离几率分布可以用返回电子的波包与弹性散射微分截面的乘积来描述。QRS模型的优点在于计算量较小，且所得结果与求解TDSE精度相当。最后，我们利用QRS模型计算惰性气体原子在强激光场中的HATI能量谱和两维动

3、量谱，并将数值结果与实验测量比较。研究表明：HATI能谱平台结构的差异性是由弹性散射微分截面的差异性引起的。此外，我们还研究了长程库仑势和短程势对弹性散射微分截面的影响，结果发现，携带原子结构信息的短程势对拟合HATI能谱具有至关重要的作用。关键词：量子再散射理论（QRS）；高能阈上电离（HATI）；返回电子波包（RWP）；弹性散射微分截面（DCS）。-1-万方数据汕头大学硕士毕业论文AbstractThedevelopmentoflaserscapableofproducinghigh-intensityfemtose

4、condandevenattosecondpulseshasopenedanewareainthestudyoflight-matterinteraction,andhasenabledustofollowatomicmotioninrealtimeandtocontrolmolecularprocesses.Inthepasttwodecades,laser-inducedrescatteringprocesseshaveattractedwideinterestsandhavebeenextensivelystudi

5、edbothexperimentallyandtheoretically.Amongvariousrescatteringphenomenawhenatomsandmoleculesareplacedinlaserfield,highorderabovethresholdionization(HATI)isthemostfundamentalone,whichisthemainsubjectofthisthesis.Themaingoalofthisthesisistoinvestigatethetargetandint

6、ensitydependenceofplateauinHATI.Thisthesisisdividedintothreeparts.Infirstpart,webrieflyreviewthehistoryofthedevelopmentaboutlasertechnology,andpresentthebasicconceptsrelatedtoHATI,suchasponderomotiveenergy,atomicunits,and“three-step”model.Thesecondpartdescribesth

7、reebasicnumericalmethodswhicharemostcommonlyusedtodealwiththeHATIprocess:solvingthetime-dependentSchrodingerequation(TDSE),strongfieldapproximation(SFA),andthequantitativerescattering(QRS)model.TheTDSEcalculationsareverytimeconsumingandverycomputationallydemandin

8、gforlongpulsesathighintensities.ThismakestheimplementationofTDSEextremelyrestricted.Ontheotherhand,intheSFAmodel,therescatteringistreatedwithinthefirstbornappr