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量子光学学报2025年第02期:少周期线偏振激光场中原子阈上电离的角度分辨时间-能量分布

来源:期刊VIP网 时间:


作者:胡梦竹;樊代和;贾欣燕;

单位:西南交通大学物理科学与技术学院;

摘要:对阈上电离过程中电子电离时间特性的研究,不仅是理解强场非微扰量子动力学的关键,也是当前阿秒科学重点关注的问题之一。本文基于长度规范下的量子S-矩阵理论,利用类维格纳分布函数方法,对氢原子在四个光学周期线偏振激光脉冲中(载波包络相位(carrier-envelope phase, CEP)φ=0和φ=π/2两种情况)的阈上电离动力学行为进行了系统研究。重点分析了沿不同出射方向电离电子的时间-能量分布、能谱特性以及瞬时电离率分布,研究发现这些分布特性对载波包络相位和电子出射方向具有显著依赖性。时间-能量分布方面:当CEPφ=0(φ=π/2)时,t~1.75 o.c.(optical cycle)和t~2.25 o.c.(t~1.5 o.c.、2.0 o.c.、2.5 o.c.)处电离条纹的分布形态,以及t~2.0 o.c.(t~1.75 o.c.和t~2.25 o.c.)处干涉结构的数量和能量间隔均随出射角Θ而变化。能谱特性方面:光电子能谱峰的能量间隔随出射角Θ变化,仅在横向出射方向(Θ=90°)呈现规则的2ω间隔;与CEPφ=0相比,φ=π/2时的能谱峰结构对比度显著降低。瞬时电离率分布方面:两种CEP条件下分布呈现不同的对称性特征,且电离峰值对应时间会随出射角Θ变化而发生偏移。这些特征主要源于激光场接近极值时刻发射电子间的干涉效应,本研究为深入理解强场阈上电离过程中的量子干涉现象提供了新的理论视角。

关键词:强激光场;;阈上电离;;时间-能量分布;;类维格纳分布函数

基金资助:国家自然科学基金(62374139)