强激光场中分子动力学过程的理论研究

随着探测和控制分子过程的强场技术的发展,强场与分子相互作用的理论研究得到了广泛的关注。本项目拟将耦合干涉态理论和辛算法相结合，并应用于强场中分子动力学过程。我们将研究H2分子在强场中的电离、解离和库仑爆炸等非线性过程，并揭示其物理机制；在此基础上提出控制H2分子在电场中的电离或辐射过程的新方案。此外，我们将研究在中红外波段激光场中CO2和N2分子的多光子电离、隧穿电离等非线性过程，探索其角分布和低能量结构的起因和物理机制，以及分子取向对多光子电离过程的影响，结合有关实验结果进行分析，以得到更清晰和完整的物理图像。

随着探测和控制分子过程的强场技术的发展,强场与分子相互作用的理论研究得到了广泛的关注。本项目研究了 H2 分子，Mg原子和Ar原子在线偏振和椭圆偏振场中的碰撞电离、碰撞激发电离等非线性过程，通过计算相应的动量分布谱，角分布和电子能谱，可以很好的解释电子关联在非次序双电离中所起的重要作用，此外还研究了载波包络相位对电离过程的影响；采用了非波恩-奥本海默近似，考虑核的运动并求解薛定谔方程，深入研究了核的运动对H2+分子高次谐波和电离的影响，结果表明核运动使长轨道被抑制而短轨道增强，通过核和电子波包的几率密度分布可以清楚地看到这一过程，从而能实现量子轨道控制。此外，数值求解二维含时薛定谔方程，研究了圆偏振和太赫兹的叠加场中H2+的高次谐波和阿秒脉冲的产生，以及电离过程中的电子波包的量子控制，我们提出的电子波包的几率密度随时间的演化图像可以很好的重现叠加场中电子的二次复合过程，为实验研究提供新的分析手段。另外，还研究了在线偏振和圆偏振激光场中 N2和CO2分子的多光子电离、隧穿电离等非线性过程，分析了其角分布和低能量结构的起因和物理机制。值得一提的是，我们还发展了强场近似理论研究了强激光场中不同振动态下N2分子以及不同振动模式下CO2分子的高次谐波发射和电离过程，结果表明振动态越高谐波平台略有提高，电离几率也随之增大。此外，我们还研究了非均匀场以及太赫兹场下原子和分子的高次谐波产生和量子轨道控制，以及激光场载波包络相位对谐波的影响。上述研究为揭示和探索强激光场下的新现象提供了理论依据。