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《北京工业大学》 2011年
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Cu/NaI量子态演化动力学的超快探测与操控研究

刘院省  
【摘要】:应用瞬态光谱方法系统地研究了激光产生的Cu等离子体在复合过程中量子态的演化动力学,并通过飞秒激光脉冲超快曝光成像方法监测了靶等离子体的产生及靶面刻蚀过程,结果表明纳秒激光脉冲作用下Cu靶面先产生等离子体,经过数十纳秒演化后等离子体密度达到极大值,激光脉冲过后约110ns时形成靶表面刻蚀,并延续至560ns左右,证实了激光脉冲过后的等离子体热沉积是引起固体靶面固液相变的重要机理。纳秒激光产生的Cu等离子体在复合过程中产生二重量子态和四重量子态共74个,对其中具有代表性的偶宇称量子态4d′4F9/2和5s′4D7/2的形成及其动力学演化过程进行了系统地研究,发现在等离子体复合初期,亦即在等离子体产生后约50-400ns与25-200ns分别是上述两个量子态形成的重要时间区间;高能态Cu原子碰撞退激发过程和低能态碰撞激发过程的量子态衰变发生在等离子体复合的中后期。 应用超短激光脉冲与分子相互作用的半经典理论模型,数值模拟了NaI分子的振荡预解离过程,重点研究了施控脉冲对NaI分子预解离及通道分支比的操控作用。结果表明采用波长324nm飞秒激光脉冲激发NaI分子引发的振荡预解离过程中Na原子产量随时间呈台阶式上升,NaI分子的基态布居几率流密度随时间振荡衰减。同时发现泵浦脉冲峰值功率密度的改变只影响NaI分子激发态的初始布居几率密度,不改变其预解离分支比;当泵浦脉冲的脉宽小于100fs时,改变泵浦脉冲的脉宽不影响NaI分子的预解离振荡周期和分支比;但当泵浦脉冲的脉宽增至能对NaI分子耦合区施加作用时,NaI分子的预解离分支比会随泵浦脉冲宽度的增大而略微减小。调节泵浦脉冲波长不仅直接影响NaI分子的激发态初始布居几率密度,也导致其预解离分支比发生显著变化。在NaI分子的振荡预解离过程中引入施控脉冲能够对其预解离分支比起到显著操控作用。施控脉冲相对于泵浦脉冲的延迟时间对NaI分子预解离分支比的影响最为明显,当其调节至100-150fs时,施控脉冲能够有效地增大NaI分子的预解离分支比。增大施控脉冲的脉宽导致NaI分子预解离分支比出现先升高后降低的趋势,当调节至100fs时其对NaI分子预解离分支比的增强效果最好。改变施控脉冲波长和峰值功率密度也都能显著操控NaI分子激发态与基态的布居几率密度,前者对NaI分子预解离分支比的影响呈先升高后降低的趋势,后者表明随施控脉冲的峰值功率的增加,NaI分子预解离分支比随之振荡升高。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O413

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