基于量子通道调控的强激光场中双原子分子Autler-Townes分裂特性研究

Autler-Townes involves multiple electronic states, is an high order nolinear phenomenon induced by the interaction between intense laser pulses and matters. With the development of modern experimental technology and theoretical methodology, the investigations on the AT splitting involving multiple electronic states has become an effective tool for the exploration of controlling chemical reactions. It has been a research hotspot in rescent years. Electron excitation，oscillation and ionization,i.e. electron quantum path is the key role in the AT splitting process. Controlling the AT splitting channels by laser pulses is still unsolved problem. By incorporation the time-dependent quantum wave packet method approach and the Floquet theory into two-body three-dimension framework, the developed theoretical scheme is proposed and is applied to study the AT splitting of diatomic molecules in double/three laser pulses. The control on splitting channels from pulses parameters is analyzed in order to find the effective control methods. The project will promote understanding on AT splitting, and plays an imporant role in realizing the control of external field to chemical reactions.

Autler-Townes (AT) 分裂涉及多个电子态及它们之间的相互作用，是强激光与物质相互作用的高阶非线性现象。随着强激光与物质相互作用的实验技术和理论模拟方法的发展，对它的研究已成为对微观动力学过程可控性探索的重要手段，近年来一直是国内外研究的热点。电子在激光场中的激发、振荡及电离过程也即电子的量子通道(electron quantum path)是AT分裂产生过程的关键。对AT分裂特性的控制实质是对电子量子通道的调控。以激光有效控制AT分裂特性目前仍是有待解决的难题。本项目拟以二体三维模型结合含时量子波包方法及Floquet理论，发展更合理适用的理论模型分析量子通道的调控机制，研究双/三色场分子AT分裂的产生特性，分析驱动场参数对通道选择的影响，探寻调控通道选择的条件方法。本项目对促进深入理解强场非绝热电离解离过程，实现激光控制光解反应具有十分重要的意义。

本项目应用含时波包法研究飞秒三色激光场参数对四态阶跃型K2分子的光电子能谱、波包运动和态布居数的影响，来探究三色激光场调控波包运动的条件方法。研究了三色场的延时和泵浦波长对四态阶跃型K2分子光电子能谱的影响。首次量化延时对能谱峰移和AT分裂间距的作用。研究了飞秒三色强场的延时和泵浦波长对四态阶跃型K2分子波包运动和态布居数的影响。结果表明波包在两个激发态势能面上都做周期性运动。其运动周期随泵浦波长的增加而减小，波包的运动幅度同样跟着泵浦波长的增大而减小。引起光电子能谱周期性变化和态布居数变化的内因是由于分子的波包运动。延时和泵浦波长引起Rabi振荡的变化，而Rabi振荡的变化又导致了基态、激发态和激发态的态布居数周期性变化。这同样会影响光电子能谱的峰的结构、位置和相对峰高。在理论上量化这些参数对激发态波包运动的影响不仅能够验证此周期性变化规律，还表明调节激光场的参数可以实现对波包运动的操控与态布居的选择性分布。本论文的模拟结果能够为实验上实现分子的光控制以及量子调控过程提供一定的依据，还能为更深入研究碱金属二聚物体系的动力学特性提供一定参考。