原子激发态在高频强激光作用下的光电离研究*

田原野 郭福明 曾思良 杨玉军

1)(吉林大学原子与分子物理研究所，长春 130012)

2)(北京应用物理与计算数学研究所，计算物理重点实验室，北京 100088)

3)(北京应用物理与计算数学研究所，高能量密度物性数据中心，北京 100088)

(2013年1月14日收到;2013年2月26日收到修改稿)

1 引言

随着强激光脉冲技术的发展，人们已经能够利用激光脉冲与原子分子相互作用，观察到高次谐波发射(HHG)，阈上电离(ATI)，非序列双电子电离等强场物理现象[1-3].其中一个典型的非微扰物理现象就是ATI.一般而言，ATI谱呈现出两个平台结构，分别对应束缚态电子的直接电离和再散射电离过程.对此，人们已经进行了广泛的研究[4-11].此外，ATI光电子能谱还可以用于探测激光脉冲的载波包络相位[12,13]，以及原子、分子的内部结构[14,15].

长期以来，高频强场与原子分子的相互作用多集中于理论研究.如，原子的动力学稳定问题：在动力学稳定区域，在高频强激光作用下，光电子谱呈现出明显的干涉相图，有复杂的峰值结构.这些结构的产生可以归结为在激光脉冲上升沿和下降沿，电离电子之间的干涉效应[16,17].随着HHG和自由电子激光技术的发展，尤其是在德国(Free-electron Laser in Hamburg)，美国 (Linac Coherent Light Source)以及日本(Spring-8 Compact SASE Source)的自由电子光源装置的服役，实验上已经可以获得亮度很高、波长很短的激光脉冲[18-23].因此从实验上利用高频强激光精细研究原子的电离过程成为可能.

本文将聚焦于高频强场与激发态原子的相互作用问题，着重考察阈值附近ATI光电子能谱和动量角度分布……