強雷射場中的中性原子及其加速研究

《強雷射場中的中性原子及其加速研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由傅立斌擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：強雷射場中的中性原子及其加速研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：傅立斌
• 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所

項目摘要

強雷射與原子相互作用研究是理解強雷射與各種複雜物質相互作用的基礎，是與雷射約束聚變等重大工程相關的基礎前沿科學問題，其研究具有很好的科學意義和套用背景。強雷射場中原子的電離過程是非微擾、高度非線性的動力學行為。其中，隧穿電子在強場驅動下與母核發生再散射過程將導致高能的閾上電離能譜、非序列電離等現象。近年來，實驗發現再散射的隧穿電離電子的再俘獲和中性原子加速，也即強場中高里德堡態原子殘存及其加速這種新物理現象。本項目將從量子理論出發，結合半經典軌道模擬方法，發展強雷射與原子相互作用的理論模型，並關注最新實驗進展，深入研究再散射過程中電子和母核的關聯效應，揭示中性原子殘存機理和中性原子加速機制，探索操控原子內部阿秒尺度的電子運動及結構變化的可行方法。這些問題的深入研究，將提升人們對強雷射與物質相互作用微觀動力學機理的認知水平，在阿秒脈衝產生、軌道層析成像以及新型輻射源等方面有潛在套用。

結題摘要

研究強雷射場中原子的電離過程中的非微擾、高度非線性的動力學行為是一個具有理論挑戰和實用價值的課題。本項目從量子理論出發，結合半經典軌道模擬方法，發展強雷射與原子相互作用的理論模型，並關注最新實驗進展，著重研究了原子分子的含時動力學問題。經過四年的研究，本項目取得的主要成果包括：一、強場與多電子原子相互作用的電子禁止和貫穿效應；二、隧穿電離光電子的低能結構；三、馬約讓納星表示與大角動量態的幾何相位；四、強場雙電離的能譜標度率和關聯電子超快熱化，以及利用垂直雙色光實現對電子關聯的操控研究；五、環形高斯光束在大氣中的傳播和光成絲；六、三聚體在強場中的解離動力學；七、阿秒瞬態光吸收譜及其在電子運動超快探測中的套用；八、強雷射場中正負電子對的產生問題；九、橢偏極化光場中的非絕熱隧穿電離效應。