質子轉移的強飛秒雷射誘導研究

《質子轉移的強飛秒雷射誘導研究》是依託吉林大學，由徐淮良擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：質子轉移的強飛秒雷射誘導研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐淮良
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

質子轉移是一種可導致分子化學鍵重新排列等分子內在結構變化的重要分子動力學過程。由於質子質量輕，移動速度快等特點，其過程研究一直是分子反應動力學領域的難點之一，特別是有關質子轉移的強飛秒雷射誘導，目前仍未能揭示其動力學反應本質。本項目針對碳氫分子，結合周期量級脈衝、飛秒泵浦探測以及符合動量成像等技術手段，研究質子轉移的強飛秒雷射誘導動力學過程，提供利用近紅外飛秒雷射控制質子轉移，實現分子反應相干控制的新途徑。具體研究內容為：1、監測分子庫侖爆炸，實現強飛秒雷射誘導分子解離前的瞬態分子結構還原，可視化遷移質子在分子中的幾率分布；2、實時跟蹤超快質子轉移過程；3、澄清飛秒雷射光強、脈寬等物理參數對超快質子轉移過程的影響與作用，獲得操控質子轉移過程的可行方案；4、分析質子轉移過程對強場超快雷射誘導分子解離的影響，揭示遷移質子瞬態位置變化對分子異構化、分子化學鍵選鍵斷裂等動力學過程的內在作用與規律。

結題摘要

利用不同脈寬長度（包括周期量級）飛秒脈衝、飛秒泵浦探測方法並結合符合動量成像技術手段，我們研究了碳氫分子在強飛秒雷射場中的超快質子轉移動力學過程，同時表征了強場脈衝在氣體中的光譜特性，具體研究如下：1、測量了丙二烯、丙炔及其同位素異構體、甲醇、丁二烯分子在強場中庫侖爆炸，標定了其中與質子轉移相關的解離通道，給出不同靶分子遷移質子相關解離通道產額占解離通道總產額的幾率；2、通過調整雷射物理參數，測量了甲醇、丁二烯分子通過不同庫侖爆炸解離通道所產生的離子碎片產額在不同雷射物理參量下的變化規律；3、實現了丙二烯、丁二烯分子強場誘導質子轉移過程的可視化，獲得它們在解離前的瞬態分子結構；4、在研究周期量級雷射超寬光譜脈衝產生的同時，觀察到窄帶、可調諧雷射出射，並研究了它們的產生物理機制；5、研究了碳氫分子在周期量級雷射脈衝下的反應動力學，發現可通過控制周期量級雷射脈衝相位實現在阿秒量級時間尺度對碳氫分子不同解離通道的解離碎片的產額的控制，並觀察到周期量級雷射脈衝相位對質子轉移可以實現有效控制。 在該項目支持下，在Phys. Rev. X/L/A, Appl. Phys. Lett., New J. Phys.等國際著名期刊發表學術論文17篇,英文專著5章；受邀在國際學術會議做邀請報告6次。