短脈沖激光和含時場對原子回歸譜的調制研究.pdf

1、山東師范大學碩士學位論文短脈沖激光和含時場對原子回歸譜的調制研究姓名：于永麗申請學位級別：碩士專業(yè)：原子與分子物理指導教師：林圣路20070410山東師范大學碩士學位論文短脈沖激光和含時場對原子回歸譜的調制研究摘要半經(jīng)典閉合軌道理論已被普遍用來解釋原子、分子或離子在強外場中的光吸收現(xiàn)象，成為聯(lián)結經(jīng)典理論和量子理論的重要橋梁。近年來，因為科學實驗以及實際應用的發(fā)展，含時外場的光吸收特性已引起人們的廣泛關注。與靜外場不同，含時場對回歸譜有復

2、雜的調制。如高斯型短脈沖激光對里德堡原子電子波包的量子控制就是一例。實驗已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，采用連續(xù)激光激發(fā)原子時，可以獲得里德堡態(tài)；而當用一束短脈沖激光激發(fā)原子時，末態(tài)只能是里德堡波包(一系列里德堡態(tài)的迭加)。這種定域波包具有經(jīng)典性質(如滿足動量和坐標同時可測量性)，在短時間內沿著經(jīng)典軌道運動，但是，一段時間之后，由于波包在演化過程中發(fā)生分裂和復現(xiàn)，其演化變得非常復雜。在理論上，我們可以利用自關聯(lián)函數(shù)來研究波包動力學，又因為自關聯(lián)函數(shù)與振子強度

3、相對應，從而可以利用半經(jīng)典閉合軌道理論來研究這個問題。在本課題中，我們利用半經(jīng)典閉合軌道理論結合含時微擾方法，分別研究了短脈沖激光和含時射頻(ff)場對原子回歸譜的調制作用。主要完成了以下幾個方面的工作：(1)采用半經(jīng)典閉合軌道理論和含時微擾方法，我們推導出雙脈沖作用下外場中里德堡原子的自動關聯(lián)函數(shù)表達式。結果顯示，雙脈沖作用下的自動關聯(lián)函數(shù)可以表示成許多振蕩項求和的形式，其中每一求和項都來源于電子波包的一條閉合軌道的貢獻，對應于自動關

4、聯(lián)譜中的一個峰，峰的位置、寬度及高度等特性可由激光脈沖參數(shù)來進行控制。(2)利用含時的半經(jīng)典閉合軌道理論，我們計算了Li里德堡原子在靜電場加一弱的射頻場中的回歸譜。當原子處于含時場中時，由于受到非穩(wěn)恒場的作用，體系的能量不守恒。電子閉合軌道的出射角、入射角、周期、經(jīng)典作用量都將發(fā)生改變，增加了問題的復雜性，出現(xiàn)了新的效應，產(chǎn)生了新的調制現(xiàn)象。原來的半經(jīng)典閉合軌道理論已不再適用，必須把其推廣到含時體系。作為理論方法的應用實例，對Li里德堡