阈值光电子分析器及其在原子分子光电离研究中的应用

合肥国家同步辐射实验室（ＮＳＲＬ）光化学实验站上，国内首例用于研究原子、分子结构的阈值光电子谱（ＴＰＥＳ）技术。系统给出了阈值光电子分析器的结构和原理、检测控制系统、性能测试以及提高系统分辨率的措施和想法等，用该装置获得了一些分子的阈值光电子谱、及采用离子飞行时间质谱（ＴＯＦＭＳ）得到的光离子效率谱（ＰＩＥＳ）。用Ａｒ￣＋（￣２Ｐ＿（１／２）和Ｋｒ￣＋（￣２Ｐ＿（１／２）峰作标定，我们的阈值光电子分析器分别获得了２０ｍｅｖ和１７ｍｅＶ能量分辨（ＦＷＨＭ）。通过对Ｎ＿２分子在６３０－８１０振动态和Ｒｇｄｂｅｒｇ自电离态的初步探讨可知该系统性能。

氢原子在少周期强激光场中阈上电离的电子波包干涉图像

采用电子波包干涉方法研究了长程库仑势以及再散射电子对氢原子在少周期强激光场中阈上电离的影响。首先,利用强场近似及Coulomb-Volkov近似结合时间窗函数,模拟了氢原子在波长为800 nm且脉宽为5 fs的线性极化激光场中单电离的周期内干涉及周期间干涉图像,发现在长程库仑势作用下周期内干涉及周期间干涉共同作用形成了二维动量谱中的部分扇形结构条纹,其余部分扇形条纹的形成与再散射电子有关。然后,通过数值求解含时薛定谔方程计算了深度隧穿电离机制下氢原子的二维动量谱,在二维动量谱中出现了明显的径向条纹。研究结果表明,该径向条纹的产生与长程库仑势无关,是再散射电子波包干涉形成的。

氢原子在少周期强激光场中阈上电离的干涉效应

利用强场近似结合时间窗函数的方法,计算了氢原子在少周期强激光场中阈上电离的二维动量谱,并与利用Coulomb-Volkov近似结合时间窗函数计算的结果进行了比较。发现在长程库仑势作用下,周期内干涉及周期间干涉的共同作用形成了二维动量谱中的扇形结构条纹。通过求解含时薛定谔方程方法,计算了氢原子在不同脉宽下的二维动量谱,发现二维动量谱中除了周期内干涉和周期间干涉条纹,还出现了一些特殊的条纹结构。研究结果表明,该结构是由再散射电子波包形成的。