激光场辅助下激发态氢原子的电子电离的研究

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为了更加深入的了解微观粒子的运动情况,量子散射作为一门独立的学科进行更系统更深入的研究,其中作为最为基础的(e,2e)反应被广泛应用于各式各类的实验和研究中,激光场辅助下的(e,2e)反应是受关注最广泛的一种,它应用于各种理论的研究,其中分析原子分子、固体薄膜和表面电子结构的应用最为广泛。虽然,有时在几何条件的选取上有一定的限制,但理论的研究成果还是不容小觑的。本文的计算从薛定谔方程开始,用与激光场方向相同的电子入射向一个激发态的氢原子,我们将整个过程的几何条件视为共面不对称的(Ehrhardt几何条件),让碰撞分别发生在场自由、激光场辅助下不考虑stark效应时和激光场辅助下考虑stark效应(目标态分别为以下称目标态+、目标态-)时几种情况下。在描述反应中的快电子(入射电子、散射电子)和出射电子时分别用(e,2e)散射系统常用的Volkov波函数和Coulomb—Vlkov波函数来描述。靶粒子我们分别选取了Φ210态、目标态+和目标态-在激光场辅助和stark效应下的形式。计算中我们会利用到各种特殊函数(贝塞尔函数、产生函数、超流几何函数等)对散射矩阵元和跃迁矩阵元进行计算,最后利用它画出TDCS的图像。通过图像我们发现激发态氢原子的三重微分散射图像是的binary峰是分裂的,在我们的研究中并没有出现recoil峰(成因复杂,本文不做研究)。Binary峰分裂后峰值随散射角度和激光场场强的变化是符合氢原子基态时的规律的,binary峰两峰的分裂情况是随着以上因素的增大而相互靠拢的,在目标态+和目标态-时binary峰两峰的形状出现了不同的变化。
摘要第4-5页
ABSTRACT第5-6页
绪论第11-13页
第1章 散射基本理论第13-20页
    1.1 散射反应基础知识第13页
    1.2 氢原子(e,2e)反应的基本理论第13-16页
        1.2.1 (e,2e)反应式及守恒第13-14页
        1.2.2 (e,2e)反应的散射截面第14-15页
        1.2.3 电子动量谱学对(e,2e)碰撞的描述第15-16页
    1.3 近似方法第16-17页
        1.3.1 (e,2e)反应的玻恩近似和适用条件第16-17页
        1.3.2 其他近似方法第17页
    1.4 Stark效应修正激发态第17-20页
第2章 激光场辅助下激发态氢原子的(e,2e)反应第20-27页
    2.1 激光场的性质第20页
        2.1.1 激光场的选取第20页
        2.1.2 激光场的规范不变性第20页
    2.2 几何条件的选取第20-21页
    2.3 本文采用的波函数形式第21-27页
        2.3.1 快电子波函数第22-23页
        2.3.2 Coulomb—Volkov波函数第23-25页
        2.3.3 靶原子波函数第25-27页
第3章 理论推导与计算第27-39页
    3.1 无激光场时的跃迁矩阵元第27-29页
    3.2 有激光场忽略stark效应时,跃迁矩阵元的计算第29-32页
    3.3 激光场辅助下考虑stark效应(?)态下,散射矩阵元的计算第32-36页
    3.4 激光场辅助下考虑stark效应(?)态下,散射矩阵元的计算第36-39页
第4章 激发态氢原子(e,2e)反应图像与分析第39-53页
    4.1 激发态氢原子在场自由情况下的TDCS图像对比分析第39-40页
        4.1.1 场自由情况下散射角变化情况使TDCS产生的变化第39-40页
    4.2 激发态氢原子在激光场辅助下不考虑stark效应时TDCS图像对比分析第40-43页
        4.2.1 激光场变化情况使TDCS产生的变化第40-42页
        4.2.2 激光场中散射角度变化情况使TDCS产生的变化第42-43页
    4.3 激发态氢原子在激光场辅助下考虑stark效应时(?)态TDCS图像对比分析第43-47页
        4.3.1 激光场强度变化情况使TDCS产生的变化第44-45页
        4.3.2 散射角度变化情况使TDCS产生的变化第45-47页
    4.4 激发态氢原子在激光场辅助下考虑stark效应时(?)态TDCS图像对比分析第47-51页
        4.4.1 激光场强度变化情况使TDCS产生的变化第48-49页
        4.4.2 散射角度变化情况使TDCS产生的变化第49-51页
    4.5 总结第51-53页
致谢第53-54页
参考文献第54-55页
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