基于超短X射线泵浦-连续红外控制技术对N2分子俄歇谱的研究

• 作 者: 边庆
• 出 处: 陕西师范大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 俄歇电子谱 超短X射线 连续红外

自由电子激光(FEL)可提供波长连续可调、高亮度、高相干性的短脉冲辐射,是原子分子物理学研究中一种重要的科学技术。目前,FEL主要朝着超短脉宽、超高强度、高相干性等方面发展。人们甚至可以利用超短超强X射线自由电子激光(XFEL)与原子分子的内壳层电子相互作用,通过单光子吸收方式将系统激发至特定共振激发态,从而实现对此亚稳态弛豫过程中发生的显著共振俄歇(RA)效应的研究。本论文主要围绕XFEL脉冲场作用下一些小量子体系产生的RA效应进行研究。在国内外大量相关研究的基础上,将先进的XFEL技术与红外激光技术相结合,提出一种超短X射线泵浦-连续红外(CWIR)控制方案,对N2的芯壳层激发动力学进行理论研究。本文的结构为:首先,我们介绍了 XFEL发展现状、以及该激光技术用于与物质相互作用的研究。其次,我们对开展理论研究所涉及的基本理论知识与计算方法进行简述,包括玻恩-奥本海默(B-O)近似、弗兰克-康登(F-C)原理以及对动力学过程进行描述的含时核波包演化方法与具体求解含时薛定谔方程需要的MCTDH计算方法。最后,运用上述的技术与理论方法,我们选取双原子分子N2为研究对象,利用超短X射线泵浦-连续红外控制技术对其RAS进行理论研究。具体的方案是先将N2置于强连续红外控制脉冲场下,再引入另一束飞秒量级超短弱X射线脉冲促成N2分子芯壳层激发态1s→π*共振激发,一旦芯壳层激发态形成,CW IR脉冲立即作用于此电子态以产生能级动态斯塔克移动。当超短X射线泵浦脉冲持续时间与连续红外控制脉冲周期相当,或短于连续红外脉冲周期时,两束脉冲之间的时间重叠部分将会明显短于连续红外控制脉冲的一个完整周期,X射线的有效泵浦过程很大程度上取决于动态斯塔克移动和两束脉冲之间的相对相位。我们采用2fs的超短X射线脉冲对N2进行理论计算,并考虑引入依赖于核间距的俄歇衰变的影响,通过改变相对相位来调控分子芯壳层激发态波包动力学及形成的RAS。