高強度・超短レーザーパルスによって誘起される2電子系原子の多光子イオン化における共鳴効果の役割

共振效应在高强度超短激光脉冲诱导双电子原子多光子电离中的作用

基本信息

批准号：
05F05709
负责人：
中嶋隆
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05709/
关键词：
多光子イオン化偏光超閾イオン化

项目摘要

高強度・超短レーザーパルスによって誘起される多光子イオン化については,これまで報告されている論文の大半が直線偏光レーザーを仮定している。そこで本研究では,レーザーの偏光によってイオン化ダイナミクスがどのように異なるかを調べるため,円偏光レーザーパルスを仮定して時間依存シュレーディンガー方程式を数値的に解いた。対象とした原子はマグネシウム原子である。パルス時間幅100fs,波長400nm,光強度10^<12>W/cm^2の光が照射された場合について計算を試みたところ,予想されたように超閾イオン化と呼ばれる幾つかのピークが光電子スペクトルに現れた。さらには,超閾イオン化ピークの間に幾つかの副ピークが現れた。これらの副ピークについては,過去に幾つかの理論および実験報告がなされているが,その物理的起源については明確にされていない。そこで,この副ピークの物理的起源を明らかにするため,さらに研究を進めた。まず,この副ピークは主ピークに比べ数桁ほど信号強度が低い。また,レーザーの偏光(直線偏光,円偏光)を問わず,同程度の強度で光電子スペクトルに現れる。2電子系原子の持つ複雑な内部構造,即ち,何らかの束縛状態が副ピークに寄与していると予測し,幾つかの試行的計算を試みた結果,非常に非共鳴ではあるが,実励起された3s3p ^1P_1状態がこの副ピークの物理的起源であることが判明した。同様に,レーザー波長が266nmである場合についても計算を試みた。400nmの場合と同じく,副ピークが光電子スペクトルに現れたが,このレーザー波長については,やはり非共鳴的に実励起された3s4p ^1P_1が副ピークの起源であることがわかった。このような副ピークは価電子を1つしか持たない水素原子には現れないので,多電子系原子特有の現象であるといえる。

关于高强度、超短激光脉冲引起的多光子电离，迄今为止报道的大多数论文都假设是线偏振激光。因此，在本研究中，为了研究电离动力学如何根据激光偏振而变化，我们假设圆偏振激光脉冲对瞬态薛定谔方程进行数值求解。目标原子是镁原子。当我们尝试计算脉冲时间宽度为 100 fs、波长为 400 nm、光强度为 10^<12>W/cm^2 的光照射的情况时，正如预期的那样，出现了几个称为超阈值电离的峰值由于光电子出现在光谱上而被发现。此外，在超阈值电离峰期间出现了一些子峰。尽管过去已经对这些子峰进行了一些理论和实验报告，但它们的物理起源尚未阐明。因此，我们进行了进一步的研究以阐明该次峰的物理起源。首先，这个子峰的信号强度比主峰低几个数量级。此外，无论激光的偏振如何（线偏振或圆偏振），它在光电子光谱中都以相同的强度出现。我们预测双电子原子复杂的内部结构，即某种束缚态，会对次级峰做出贡献，经过多次尝试计算，我们发现虽然它非常不共振，但实际上它是事实证明，3s3p^1P_1 态是这个子峰的物理起源。同样，也尝试了激光波长为266 nm时的计算。与400 nm的情况一样，光电子能谱中出现了一个子峰，但对于这个激光波长，发现子峰的起源是3s4p^1P_1，实际上是非共振激发的。由于这种副峰不会出现在只有一个价电子的氢原子中，因此可以说这是多电子原子特有的现象。