飞秒强激光场中大尺寸氩团簇爆炸机理的实验研究

利用飞行时间谱 ,研究了在飞秒强激光场 (6 0fs,2× 10 1 6 W cm2 )作用下 ,大尺寸氩原子团簇Arn(n— =3× 10 3— 3× 10 6 原子 每团簇 )的电离爆炸过程 ,测量了团簇爆炸所产生的氩离子的平均能量与团簇尺寸 (气体背压 )的关系 .实验发现 ,随着气体背压的升高 (团簇尺寸增大 ) ,氩离子的平均能量也相应升高 .通过分析两个不同几何尺寸锥形超声喷嘴所产生团簇爆炸后的离子能量 ,结合Hagena团簇尺寸规律 ,发现在激光参数保持不变的情况下 ,离子的平均能量由团簇尺寸唯一确定 .分析表明 ,团簇尺寸在 3× 10 5原子 每团簇以下时 ,团簇膨胀的主要机理是库仑爆炸 .随着团簇尺寸的进一步增大 ,团簇膨胀机理将由库仑爆炸向流体动力学膨胀过渡 ,在 3× 10 5<n— <3× 10 6 范围 ,氩团簇爆炸为两者共同作用的结果 .