Two-color above threshold ionization of atoms and ions in XUV Bessel beams and combined with intense laser light
研究了涡旋贝塞尔光束在强近红外光场作用下原子和离子的双色阈上电离。虽然光电离是由来自弱但极紫外(XUV)涡旋贝塞尔光束的光子引起的,但光电子的能量和角分布及其边带结构受到平面波近红外场的影响。在这里,我们探索的能量谱和角发射的光电子在这样的双色场作为一个功能的大小和位置的目标(原子)相对于束轴。此外,类似的圆二色性在典型的双色ATI实验与圆偏振光,我们定义和讨论七个不同的二色性信号,这种涡旋贝塞尔光束所产生的轨道和自旋角动量的两个光场的各种组合。对于定域靶,发现这些二向色性信号强烈依赖于原子相对于光束的大小和位置。相反,对于宏观扩展的目标,这些二色性信号中的三个趋于零,而其他四个恰好与(标准)圆二色性一致,类似于具有小开度角的贝塞尔光束。对Ca $^+$离子的$4s$价壳层光电离的二色性进行了详细的计算和讨论。
2016-11-11 physics.atom-ph
Frustrated double ionization of atoms in circularly polarized laser fields
采用三维经典模型,对强圆偏振激光脉冲作用下原子的受抑双电离进行了理论研究。我们发现了一个新的“膝”结构的FDI概率作为强度的函数,这是类似的强度依赖的非顺序双电离概率。当使用具有低电离势和短驱动激光波长的靶时,FDI的观察更有利。这是由于其中的关键作用,这可以从FDI产生的光电子动量分布实验推断。这项工作提供了新的物理见解与圆极化的FDI动态。
2020-09-28 physics.atom-ph
Hole dynamics and spin currents after ionization in strong circularly polarized laser fields
本文应用含时解析R矩阵理论,给出了强圆极化场电离下氪原子中空穴运动的一个实验结果。我们发现丰富的洞动态,从旋转到摆动运动。空穴的运动取决于光电子的最终能量和自旋,并且可以通过激光频率和强度来控制。重要的是,空穴旋转是一种纯粹的非绝热效应,在准静态(绝热)隧穿理论的框架中完全缺失。我们探讨了利用空穴旋转作为测量电离时间的时钟的可能性。通过分析不同电离通道中相对相位的关系,我们发现在短程电子-芯相互作用的情况下,空穴总是沿着激光场的瞬时方向初始排列,这意味着电离的零延迟。最后,我们表明,强场电离在圆形领域创建自旋电流(即不同的流动的自旋和自旋密度在空间)的离子。这种现象与强激光场中自旋极化电子的产生密切相关[Barth I and Smirnova O 2013 Phys. Rev. A 88 013401]。我们证明了在强场电离过程中产生的电子和空穴的丰富的自旋动力学可以发生在典型的实验条件下,不需要相对论强度或强磁场。
2014-08-29 physics.atom-ph
Supercontinuum in ionization by relativistically intense and short laser pulses: ionization without interference and its time analysis
在强场量子电动力学的框架下,研究了相对论强激光脉冲作用下的电离。我们的主要重点是电离超连续谱的形成。更具体地说,当研究由圆偏振脉冲电离的光电子的能量分布时,我们观察到缺乏干涉图案的宽结构的出现。这些超连续谱延伸超过数百个驱动光子能量,因此对应于高阶非线性过程。相应的极角分布示出归因于光电子所经历的辐射压力的不对称性。此外,我们的时间分析表明,组成超连续谱的电子可以形成短持续时间的脉冲。虽然我们提出了充分的数值结果,他们的解释是基于鞍点近似的电离概率振幅。
2015-08-03 physics.atom-ph
Quantum-classical correspondence in circularly polarized high harmonic generation
利用数值模拟,我们表明,原子高次谐波产生,HHG,与圆偏振激光场提供了一个理想的框架,量子经典对应强场物理。通过适当的初始化系统,对应于基态和激发态的叠加,模拟的HHG光谱显示出强谐波辐射的窄条,在光谱的较低部分中之前有缺失谐波的间隙。在光谱的特定区域,HHG倾向于锁定到圆偏振谐波发射。所有这些属性被证明是密切相关的一组关键的经典周期性轨道,组织在一个激烈的,圆极化的领域的动力学。
2013-09-11 physics.atom-ph
Attosecond control of spin polarization in electron-ion recollision driven by intense tailored fields
研究表明,在强圆偏振激光场和反向旋转二次谐波驱动下,惰性气体原子隧道电离过程中,与离子核碰撞的电子是自旋极化的,其极化程度强烈依赖于碰撞时间.自旋极化的产生是由于(1)旋转电子和离子之间的纠缠,以及(2)电离对初始状态下电子旋转方向的敏感性。我们证明,可以工程师的自旋极化度作为时间的函数,通过调整的相对强度的反转字段,打开门阿秒控制自旋分辨动力学。
2016-12-14 physics.atom-ph
A 4-Component Dirac Theory of Ionization of Hydrogen Molecular Ion in a Super-Intense Laser Field
本文发展了超强激光场中氢分子离子电离的四分量Dirac理论。导出了离子基态发射的自旋比电离电流和总电离电流的简单解析表达式。结果给出了所有的极化和有限的传播矢量的字段。它们也适用于类似的较重分子离子的内壳层电离。分子双缝干涉效应的存在下,首先发现在非相对论的情况下,和自旋翻转电离电流,和一个不对称的向上和向下的自旋电流类似于在原子的情况下预测的,被发现也持有本相对论分子离子的情况下。最后指出了通过选择圆偏振入射光场的旋向性来控制主导自旋流的可能性。
2009-07-11 physics.atom-ph
Coulomb focusing in retrapped ionization with near-circularly polarized laser field
测量了强近圆偏振激光场中氩原子光电子动量的全三维分布。我们观察到,在410 nm近圆偏振场作用下,电子的横向动量分布随激光强度的增加而变窄,这与绝热理论预测的规律相反。通过分析实验测量的动量分辨角动量分布和相应的半经典射出电子的轨迹,窄化可以归因于一个临时的陷阱,从而在准束缚态的原子势的光电子的聚焦。在近圆偏振激光场作用下,避免了与再散射电子的强库仑相互作用,从而突出了再俘获过程中的库仑聚焦。我们相信这些发现将有助于理解和控制库仑耦合系统中的电子动力学。
2019-11-22 physics.atom-ph
Photoelectron signature of dressed-atom stabilization in intense XUV field
本文利用预解算子技术研究强XUV场中的非微扰共振多光子电离,通过计算氢、氦原子的有效二能级哈密顿量标度参数,识别出氦原子在强圆偏振XUV光下稳定化对应的光电子特征,从而无需原子饱和即可检验缀饰原子稳定化预言。
2023-09-22 physics.atom-ph
Recolliding orbits in an intense laser field
我们证明了在强圆偏振激光场中,一族关键周期轨道驱动着量子化过程。这些轨道,创造的周期轨道,存在于广泛的参数和它们的相对影响的激光和原子参数的变化。我们发现的必要条件,闪烁驱动的非顺序双电离发生。所概述的机制是普遍的,因为它同样适用于原子之外:目标物质的内部结构在分解过程中起次要作用。
2013-03-14 physics.atom-ph physics.class-ph
Electron supercontinuum in ionization by relativistically intense laser pulses
在相对论强场近似下,分析了强圆偏振激光脉冲作用下类氢离子的电离过程。我们表明,对于特定的激光场参数,光电子的能谱呈现出一个宽的区域没有干扰(超连续谱),可以通过修改激光场强度来控制。根据Keldysh理论对该过程进行了物理解释,强调了复时间鞍点对光电离总几率的贡献的重要性。相应的极角分布呈现不对称性归因于辐射压力效应。
2016-11-23 hep-ph physics.atom-ph
Dynamic and geometric alignment of CS_2 in intense laser fields of picosecond and femtosecond duration
CS $_2$被认为是一种分子,它可以在强激光场诱导的动态和几何排列之间进行区分。测量的碎片离子的各向异性角分布产生于(i)35-ps激光脉冲的S-C-S轴沿激光偏振矢量的动态对准和(ii)由于100-fs脉冲的情况下的角度依赖的电离率的几何对准。经典的计算结果的对齐动力学支持我们的观察。通过比较线性和圆偏振光获得的质谱,无法区分动态和几何对齐。33.80.Rv,33.90。+ h,42.50.Vk
1999-08-31 physics.atom-ph physics.chem-ph
Laser Trapping of Circular Rydberg Atoms
里德伯原子是量子模拟和计算的重要工具。它们是主要基于低角动量里德堡态的激烈实验活动的焦点。不幸的是,原子运动和能级寿命限制了实验的时间尺度约为100 $μ$ s。在这里,我们展示了长寿命的圆形里德堡态的激光捕获长达10毫秒。我们的方法是非常普遍的,并打开了许多机会,量子模拟。10ms的捕获时间对应于基于循环态的量子模拟器中的数千个相互作用周期。它在量子计量学和里德伯原子的量子信息方面也有着广阔的应用前景。
2019-11-06 physics.atom-ph quant-ph
Generation of isolated attosecond pulses by polarization gating of high-order harmonic emission from H$_2^+$ in intense ultrashort laser fields
利用量子力学方法研究了在椭圆度随时间变化的强激光脉冲中H $_2^+$分子的高次谐波辐射产生单阿秒脉冲的过程。研究了H $_2^+$分子在左右圆偏振高斯脉冲叠加下的高次谐波产生,研究了激光场的持续时间和载波包络相位对单个阿秒脉冲产生的影响。利用由一个左右椭圆偏振高斯脉冲组合而成的激光场,研究了场的椭圆度对产生的阿秒脉冲宽度和强度的影响。数值计算表明,采用常规偏振选通,可以从H $_2^+$分子在激光场中发射的脉冲训练中分离出一个强的单阿秒脉冲。
2017-03-01 physics.atom-ph quant-ph
Geometry- and diffraction-independent ionization probabilities in intense laser fields: probing atomic ionization mechanisms with effective intensity matching
我们报道了一种新的实验技术,用于比较超快激光脉冲中的电离过程,而与脉冲椭圆率无关。利用有效强度匹配(EIM)技术,在10 TW/cm ^2到10 PW/cm ^2的强度范围内,观察到了50 fs 790 nm线偏振和圆偏振激光脉冲对氙的多重电离,该技术与强度选择扫描(ISS)相结合,以恢复电离的几何无关概率。这样的测量,通过量化在激光焦点的衍射效应成为可能,直接比较多光子,隧道和场电离的理论预测,并证明了显着的协议。EIM-ISS可以直接量化线性偏振激光脉冲中的电离电离概率。此外,电离的概率讨论的Keldysh绝热参数,γ,和前体离子状态的影响存在于电离电离的第一次观察。
2005-09-14 physics.atom-ph
Analytical results for non-linear Compton scattering in short intense laser pulses
本文详细研究了短脉冲强平面波圆偏振激光非线性康普顿散射的强场QED过程。我们的主要重点放在如何后向散射激光的光谱取决于初始短强脉冲的形状和持续时间。虽然这种脉冲形状的依赖性是非常复杂的,高度非线性的,从来没有明确解决,我们的分析表明,所有的激光脉冲形状的依赖包含在一类三参数主积分。在这里,我们提出了完全解析表达式的非线性康普顿谱在这些主积分。此外,我们还分析了甚高次谐波谱线形状的普遍性。
2016-02-22 hep-ph physics.atom-ph physics.plasm-ph
Muon pair creation from positronium in a circularly polarized laser field
我们研究原子系统与极强的圆偏振激光波相互作用的基本粒子反应。作为一个具体的例子,我们计算的速率为激光驱动的反应$e^+e^- \to μ^+μ^-$,其中电子和正电子起源于一个正电子素原子,或者,从非相对论性$e^+e^-$等离子体。我们区分相应的相干和不相干的渠道的过程。除数值计算外,我们还用解析方法导出了相应的反应速率的简洁公式。由于构成正电子素基态波包的分波的相消干涉,圆偏振激光场中相干信道的速率被阻尼。指出了在圆偏振场中通过主要非相干通道观测该过程的条件。
2006-06-16 physics.acc-ph physics.atom-ph
Boosting terahertz-radiation power with two-color circularly polarized midinfrared laser pulses
提出了一种在总能量和电场幅度方面都能显著增强强中红外激光脉冲与原子气体相互作用中发射的太赫兹辐射的方法。该方案是基于应用程序的双色场组成的一个强大的圆偏振中红外脉冲的波长为$1.6÷4\,μ{\rm m}$和它的线性或圆偏振的第二次谐波较低的强度。通过结合强场近似的单原子电离与粒子在细胞模拟的集体动力学所产生的等离子体,它表明,这种双色圆偏振激光脉冲的应用可能会导致一个数量级的增加,在太赫兹频率域中发射的能量,以及在一个相当大的增强在最大电场的太赫兹脉冲。我们的研究结果支持最近报道的实验和数值结果。
2018-10-20 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Spin correlations in nonperturbative electron-positron pair creation by petawatt laser pulses colliding with a TeV proton beam
本文分析了电子自旋自由度对高能质子与圆偏振强激光场作用产生非微扰正负电子对的影响。从狄拉克和克莱因-戈登理论的预测进行了比较,并进行了自旋分辨计算。我们表明,各种自旋配置具有非常不同的生产概率,并讨论在这个高度非线性的过程中的螺旋度的转移。我们的预测可以通过将CERN LHC的几TeV质子束与桌面拍瓦激光源的强激光脉冲相结合来进行测试。
2010-07-29 hep-ph physics.atom-ph
Energetic, tunable, highly-elliptically polarized higher harmonics generated by intense two-color counter rotating laser fields
本研究利用MAZEL-TOV装置产生的强双色反向旋转激光场,在氩气中实现了高能可调谐高椭圆偏振高次谐波的高效产生,结合模拟验证了其鲁棒性,为打破孤立圆偏振阿秒脉冲的产生限制提供了新途径。
2023-05-04 physics.atom-ph physics.optics
Photoelectron angular distributions from strong-field ionization of oriented molecules
光电子能谱学和超快光源的结合有望为分子动力学和反应性的详细询问设定新的标准。进一步发展的一个关键先决条件是不仅能够检测电子动能,如在传统的光电子能谱学中所做的那样,而且能够检测分子框架中的光电子角分布(PAD)。在这里,羰基硫化物(OCS)和苯甲腈分子,固定在空间的组合激光和静电场,电离与强,圆偏振,30飞秒激光脉冲。对于1维取向的OCS的分子框架PAD表现出明显的各向异性,垂直于固定的永久偶极矩,这是不存在的PAD从随机取向的分子。对于三维定向的苯甲腈,由于固定电子轨道的节面中的电子发射的抑制,出现了额外的引人注目的结构。我们的理论分析,依赖于隧道电离理论,表明PAD反映节面,永久偶极矩和极化率的中性分子和它的阳离子。计算结果是指数敏感的变化,这些分子的性质,从而指出了令人兴奋的机会,通过强烈的圆极化脉冲的时间分辨探测价电子动力学。定向分子的分子框架PAD将在其他方面证明是重要的,特别是在新兴的自由电子激光研究中,局部内壳层电子被X射线脉冲击倒。
2010-03-24 physics.atom-ph physics.chem-ph
Multipolar, Polarization Shaped High Harmonic Generation by Intense Vector Beams
高次谐波是物质对强激光场的强非线性响应的一种表现形式,作为相干XUV光源的基础,它有着广泛的应用。近年来,基于驱动脉冲的横向电场分量,证明和解释了原子在相位和偏振结构激光器中的高次谐波。在这里,我们指出,由麦克斯韦方程组,这样的领域有一个纵向分量,在一般情况下有一个基本的影响,对电荷动力学。例如,其与横向场分量的相互作用使得能够局部地赋予所发射的辐射圆偏振和限定的极性。结果表明,与时间相关的斯托克斯参数定义的HHG的偏振态可以通过改变驱动场的腰部,这反过来又改变了驱动激光的纵向和横向电场分量之间的比例进行调谐。此外,采用多极展开所产生的谐波暴露特定的多极字符和驱动场偏振态的空间结构的关系。这里提出的方案允许仅由一个驱动激光器对所发射的谐波进行完全偏振控制。驱动脉冲的更紧密聚焦使得具有偶数和奇数空间对称性的谐波的发射成为可能。基本的机制是由于激光的电磁矢量势的横向和纵向分量之间的基本相互作用。这些分量之间的比率可通过仅聚焦激光光斑来控制,指向用于高次谐波的偏振和极性控制的可访问工具。
2020-04-16 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Relativistic photoelectron spectra in the ionization of atoms by elliptically polarized light
研究了强椭圆偏振光作用下原子的相对论隧道电离。朗道-戴克涅公式的相对论版本。得到了相对论光电子能谱的一般解析表达式。计算了电子发射的最可几角、此角附近的角分布、最大值的位置和能谱的宽度。在弱场极限下,我们得到了常见的非相对论性结果。对于圆偏振的情况,我们的分析结果与Krainov最近的推导[V. P. Krainov,J. Phys. B,{ \bf 32},1607(1999)]一致。
1999-12-22 physics.atom-ph physics.optics