初始振動態(tài)對氫分子離子電離通道的影響

王雁君， 苗向陽

(山西師范大學(xué)物理與信息工程學(xué)院， 臨汾 041004)

初始振動態(tài)對氫分子離子電離通道的影響

王雁君， 苗向陽

(山西師范大學(xué)物理與信息工程學(xué)院， 臨汾 041004)

庫侖爆炸核初始動能釋放譜； 非Born-Oppenheimer近似； 直接多光子電離； 電荷共振增強電離

1 引 言

強激光場中氫分子離子的電離解離動力學(xué)引起了理論和實驗工作者的廣泛關(guān)注和深入研究，其中的一些物理機制可以通過模擬分析庫侖爆炸核動能釋放譜得到清晰地解釋，例如鍵的軟化[1]、鍵的硬化[2]、閾上解離[3]、電荷共振增強電離[4]等.特別的，在特殊核間距下發(fā)生的電荷共振增強電離引起了研究工作者的興趣[5,6].在以上現(xiàn)象的過程中，核所能具有的動能范圍往往是0 eV到10 eV[7,8].Niikura等人在核動能釋放譜中觀察到了更高能量的峰值結(jié)構(gòu)[9].為了解釋這種現(xiàn)象，Staudte等人[10]提出了直接多光子電離是有效合理的物理機制，當(dāng)氫分子離子和強激光場相互作用時，其電離通道主要有兩個：直接多光子電離和電荷共振增強電離.

2 理論方法

(1)

其中體系的哈密頓量可以表示為：

VC(R,z)+κzE(t)

(2)

其中，mp是核的質(zhì)量，R為核間距，z為電子相對于核質(zhì)心的位置，VC為軟核庫侖勢，可描述為：

(3)

E(t)=E0f(t)cosωt

(4)

程序中初始波函數(shù)是通過對角化在分離格點表象(DVR)中構(gòu)建的矩陣中得到的，波函數(shù)隨時間的演化采用標(biāo)準(zhǔn)的二階劈裂算符的方法[13]：

ψ(R,z;t+δt)=e-iTδt/2e-iVδte-iTδt/2

ψ(R,z;t)+O(δt3)

(5)

T為核與電子的動能算符，V表示體系所有的勢能.為了節(jié)約時間，我們可以將核與電子分開傳播：

(6)

3 結(jié)果和討論

圖1 處于不同初始核振動態(tài)(v=0到v=7)時的核初始動能釋放譜.激光參數(shù)為：I= 6.8×1013W/cm2，波長λ=800 nm，半寬τ=80 fsFig.1 . The peak intensity of the laser pulse is 6.8 × 1013 W/cm2, FWHM is 80 fs, wavelength is 800 nm

圖處于不同核初始振動態(tài)下(v=0到v=7)的電離速率隨核間距R變化的分布圖Fig., respectively

4 結(jié) 論

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The influence of initial vibrational states on ionization channels of the hydrogen molecular ion

WANG Yan-Jun, MIAO Xiang-Yang

(College of Physics and Information Engineering, Shanxi Normal University, Linfen 041004, China)

The Coulomb explosion nuclear initial kinetic-energy-release spectra; Non Born-Oppenheimer approximation; Direct multi-photon ionization; Charge-resonance-enhanced ionization

2014-07-11

國家自然科學(xué)基金青年基金項目(11404204)；教育部科技研究重點項目(211025)；教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金(新教師類)(20111404120004)；山西省青年科技研究基金(2009021005)

王雁君(1991—), 女，山西廣靈人，碩士，主要從事強激光與原子分子相互作用的研究.

苗向陽.E-mail: sxxymiao@126.com

103969/j.issn.1000-0364.2015.10.002

O561.4

A

1000-0364(2015)05-0723-05