飞秒强场中四态K2分子的Autler-Townes分裂和波包运动研究

摘要

随着激光技术的迅速发展，实验上和理论上有很多关于超快强场原子或分子动力学过程的研究。本文采取飞秒强激光操控分子的Autler-Townes(AT)分裂、波包运动和态布居数。这不仅是强场和物质相互作用问题的关键内容，还是分子反应动力学过程的重要课题。由于实验的要求较高，因此从理论上分析飞秒强场与物质相互作用的动力学过程具有重要的意义。 本论文应用含时波包法研究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。主要从下面两个方向进行： (1)利用四态模型和含时波包法，研究了飞秒泵浦-泵浦-探测强场中延时和泵浦波长对四态阶跃型K2分子光电子能谱影响。重点研究了在共振激光场下：两束泵浦激光间的延时、第二束泵浦激光与探测激光间的延时这两种情况。同时首次量化延时对能谱峰移和AT分裂间距的作用。 (2)利用四态模型和含时波包法，研究了飞秒泵浦-泵浦-探测强场中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X、激发态A和激发态2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完实现分子的光控制以及量子调控过程提供一定的依据。除此之外，还能为更深入研究碱金属二聚物体系的动力学特性带提供一定参考。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2.1 AT分裂研究进展

1.2.2 波包运动和态布居数转移研究进展

1.3 本论文的内容安排

第2章 量子含时波包的理论方法

2.1 波包

2.1.1 波包的概念

2.1.2 波包的制备

2.1.3 波包的探测

2.2 Born-Oppenheimer 近似

2.3 势能面

2.4 外场作用下分子体系的含时薛定谔方程

2.5 初始波包的计算

2.5.1 傅里叶格点哈密顿算法

2.5.2 弛豫方法

2.6 波包的传播

2.7 本章小结

第3章 飞秒激光参数对四态K2分子Autler-Townes分裂的影响

3.1 概述

3.2 理论模型与计算

3.3 结果与分析

3.3.1 延时对AT分裂的影响

3.3.2 泵浦波长对AT分裂的影响

3.4 小结

第4章 飞秒激光参数对四态阶跃型K2分子波包运动和态布居数的影响

4.1 概述

4.2 理论模型和计算

4.3.1 延时对波包运动的影响

4.3.2 泵浦波长的变化对波包运动的影响

4.3.3 延时对态布居数的影响

4.3.4 泵浦波长对态布居数的影响

4.4 小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

作者攻读学位期间的科研成果

致谢