学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

不同激发机制下电离光电子谱的量子相干控制

作　者: 伏振兴
导　师: 李永放
学　校: 陕西师范大学
专　业: 光学
关键词: 量子相干控制光电子谱缀饰态理论多光子电离
分类号: O431.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 79次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

自从激光问世以来，光与物质的相互作用就引起了人们的广泛关注。量子相干控制的主要目标就是通过光场与原子或分子体系之间的相互作用，有选择性地把原子或分子制备到人们所期望的某个量子态中，与此同时，能够最大限度地抵偿其它通道所引发的结果。实现量子相干控制的方法一般是通过对激发光场相干特性的操纵，控制原子或分子系统中这些量子通道间的干涉，进而达到控制量子过程的目的。近几年，随着脉冲整形技术的产生和发展，人们已经能够对脉冲光场的振幅、频率、相位、脉沖的面积、以及整形产生的子脉冲之间的间距等参量进行精确地调控，从而实现更为精细的量子控制。本论文主要分为三部分，第一部分研究了光场作用下二能级原子系统的缀饰态表述及其量子干涉效应；第二部分研究了双共振激发多光子电离过程中光电子谱的量子相干调制；第三部分主要研究了频率调制场作用下的双光子电离光电子谱的特性。第一部分二能级系统的缀饰态表述及绝热条件下的原子跃迁理论利用缀饰态表象讨论了二能级原子系统的跃迁过程；对我们熟知的π脉冲面积、粒子布居完全转移等物理现象从量子干涉的角度给出了非常清晰的理论描述。在其表述中揭示出脉冲面积在量子干涉效应中扮演着十分重要的相位因子作用，表明了光场的演变对原子跃迁的控制作用。这些结果对于量子相干控制，量子信息处理等许多方面的一些效应和现象给出了十分清楚的物理图像。第二部分双共振激发多光子电离过程中光电子谱的量子相干调制采用激发—电离的物理模型，研究了双共振激发多光子电离过程中光电子谱的量子特性。利用缀饰态理论和光子回波的处理方法，解析地得出了系统各种状态粒子布居的几率振幅。获得了将粒子有选择性地布居在不同缀饰态时，激发脉冲面积和ω₀T应满足的条件，其中ω₀是激发场的频率，T为激发脉冲间的延迟时间。考虑到在电离过程中，多光子电离的耦合强度远小于基态与激发态能级之间的强场耦合，所以在弱场极限近似条件下，用微扰理论讨论了多光子电离过程中光电子谱的特性。研究结果表明，多光子电离光电子谱受激发脉冲光场的面积以及脉冲间延迟时间的调制。通过控制第一个脉冲的面积或两个脉冲间的延迟时间实现了粒子在不同缀饰态上的选择性布居，进而实现了量子相干控制。这一结论对物理化学中的光控化学反应有一定的理论指导意义。同时，利用第二个脉沖面积的变化实现了多光子电离过程中光电子谱的量子相干调制。第三部分频率调制场作用下的双光子电离光电子谱特性的研究频率调制光场是指载波频率围绕中心频率波动的光场，利用频率调制光场能够实现粒子的布居囚禁，这在激光分离同位素、单原子检测以及研究分子态-态反应动力学过程中有着重要用途。基于量子干涉效应，这一部分研究了一个正弦频率调制脉冲对双光子电离光电子谱的影响。文中详细地讨论了被调制光场的振幅、频率、初相位以及失谐量等对双光子电离光电子谱的影响。通过控制粒子在缀饰态上的选择性布居实现了量子相干控制。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章引言  9-12
  1.1 研究现状和进展  9-10
  1.2 本论文的工作  10-12
第二章基本理论  12-19
  2.1 辐射场与原子的相互作用  12-15
    2.1.1 薛定谔表象和相互作用表象  12-13
    2.1.2 缀饰态理论  13-15
  2.2 旋转变换  15-16
  2.3 龙格─库塔法  16-19
第三章二能级系统的缀饰态表述和绝热条件下的原子跃迁理论  19-31
  3.1 引言  19-20
  3.2 二能级系统的缀饰态表述  20-24
  3.3 光与二能级系统相互作用时的绝热条件  24-28
  3.4 绝热条件下二能级系统中的量子干涉效应  28-31
    3.4.1 粒子布居的完全转移  28-29
    3.4.2 π脉冲和量子干涉  29-31
第四章双共振激发多光子电离过程中光电子谱的相干量子调制  31-45
  4.1 引言  31
  4.2 物理模型及缀饰态描述  31-34
    4.2.1 激发─电离物理模型  31-32
    4.2.2 缀饰态理论描述  32-34
  4.3 理论计算和缀饰态粒子布居条件  34-37
    4.3.1 理论分析和计算  34-37
    4.3.2 缀饰态粒子布居条件  37
  4.4 多光子电离光电子谱的量子相干调制  37-44
    4.4.1 第一个脉冲面积对光电子谱的影响  38-39
    4.4.2 脉冲间延迟时间对光电子谱的影响  39-42
    4.4.3 第二个脉冲面积对光电子谱的调制  42-44
  4.5 结论  44-45
第五章调频场作用下的双光子电离光电子谱特性的研究  45-53
  5.1 引言  45-46
  5.2 物理模型和理论分析  46-48
    5.2.1 物理模型  46-47
    5.2.2 理论分析  47-48
  5.3 数值结果  48-52
    5.3.1 无失谐时调制振幅M对光电子谱的调制  49-50
    5.3.2 无失谐时初相位φ_0对光电子谱的调制  50-51
    5.3.3 无失谐时调制频率ω_m对光电子谱的调制  51
    5.3.4 失谐量对光电子谱的影响  51-52
  5.4 结论  52-53
第六章全文总结和展望  53-55
参考文献  55-61
致谢  61-62
攻读学位间的研究成果  62

不同激发机制下电离光电子谱的量子相干控制

内容摘要

全文目录

相似论文