一種橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法
2023-07-24 09:34:06
一種橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法，包括：a)電離後的電子在雷射場中的運動情況進行計算，得到電離後電子的速度及其運動軌跡。b)基於電離後電子運動的速度與軌跡，得到所需的信號電子的運動情況，包括初始相位，返回時刻，漂移時間。c)基於電離後的電子在雷射場中運動情況的計算及其信號電子的運動情況，計算獲得參考電子的電離相位、漂移時間。d)分別計算得出信號電子與參考電子在雷射場中運動的相位積累。e)計算得到相位差，進而作出光電子全息的圖像。採用本發明，通過改變橢圓雷射的偏振度，來影響電離電子波包的動力學過程，進一步來控制分子光電子全息圖的生成，可以精確作出分子光電子的全息圖像。本方法簡單易行，對於理解強場物理中電子波包的動力學行為以及分子光電子全息的特性具重要意義。
【專利說明】一種橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及強場雷射物理領域，尤其涉及一種橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法。
【背景技術】
[0002]「全息」是指物體發出的光波的全部信息:既包括振幅或強度，也包括相位。英國科學家丹尼斯?伽柏(Dennis Gabor)於19 48年提出來全息術，並因此於1971年獲得了諾貝爾物理學獎，當初的目的是只是想利用全息術提高電子顯微鏡的解析度。然而，最初受到光源的局限性，並未得到很好的發展。
[0003]隨後雷射器的發明，雷射技術的進步，促進了全息的進一步發展。目前全息術主要以雷射作為光源，雷射束用分光鏡一分為二，其中一束照射到被拍攝的物體上，就攜帶物的相關信息(被稱為物光)，經反射或者透射後照射到記錄底片上。而另一束雷射，直接照射到記錄底片上(被稱為參考光)。物光與參考光在底片上發生相干，形成全息幹涉圖樣，記錄物的信息。
[0004]最近，線偏振雷射作用下的原子的光電子全息在實驗上被發現，並引起了人們的廣泛關注。當原子處於線偏振雷射場作用下時，首先被電離，隨後，電子在雷射場中加速運動，當雷射場反向時，該電子有可能返回自身母核(母離子)，與母核發生碰撞等。
[0005]所謂光電子全息就是把未與母核發生碰撞的電子作為參考電子(參考波)，而與母核發生散射的電子作為信號電子(信號波)，參考電子與信號電子發生相干，產生光電子全息。參考波帶有體系初始狀態的相關信息，信號波帶有與其發生碰撞的母核的信息。光電
子全息發生在亞光學周期(雷射周期T = ￥ ω為雷射頻率)時間尺度，而當所用雷射波長
ω ,
較短時，時間解析度更是可以達到阿秒(I(T18S)量級。所以全息結構還帶有超短時間尺度的電子波包動力學信息。
[0006]在線偏振雷射作用下，電子從原子被電離，在電場作用下有可能回到自身母核。但在橢圓偏振雷射作用下，電子在雷射場中運動一段時間後，由於橫向電場分量的存在，會導致電子返回時，相對母離子產生橫向偏移。從而錯過母核的機率提高，進而影響回到自身母離子的信號電子的生成，即影響該光電子全息的生成。而在橢圓偏振雷射的作用下，分子中的電子電離之後除了可能返回自身母核外，由於橫向位移的存在，更是可能回到其它核發生碰撞，從而產生另一種全息結構。從而可以見，橢圓雷射的偏振度與分子光電子全息結構的形成密切相關.我們可以通過調整橢圓雷射的偏振度，來實現對全息結構的控制。當兩種全息結構都存在時，必然會相互發生幹擾，影響全息圖像的分辨。而調整橢圓雷射偏振度到達一定值時，可以極大消除返回自身母核作為信號電子的全息結構，留下較為清晰的回到其它核的全息結構。此外，返回其它核作為信號電子的全息結構，與核間距R密切相關，而核間距R又是衡量分子鍵長和分子結構的重要信息。從而可見，測量分子光電子全息對於雷射場橢圓偏振度的依賴性，可以為探測分子結構及亞光學周期時間尺度內的超快動力學提供有力工具。
【發明內容】
[0007]本發明實施例所要解決的技術問題在於，提供一種橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法。可在橢圓偏振雷射作用下精確做出分子光電子的全息圖像。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法，所述方法包括:
[0009]步驟1:對電離後的電子在雷射場中的運動進行計算，得到所述電離後的電子的速度及位移；
[0010]步驟2:根據所述電離後的電子的位移判斷電子是否返回母核或附近的其他核，將返回母核或附近的其他核的所述電離後的電子視為信號電子，將未返回的電子視為參考電子；
[0011]步驟3:記錄所述信號電子的初始相位Φ以及回到母核或其他核時的相位，計算所述信號電子的漂移時間t。；
[0012]步驟4:記錄所述參考電子的初始相位Φ'，並記錄所述信號電子返回時所述參考電子的漂移時間仁；
[0013]步驟5:將所述信號電子、參考電子的速度相同的相關條件ω1^+Φ = ω?+Φ '代
入下式求得相位差:
【權利要求】
1.一種橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法，其特徵在於，所述方法包括: 步驟1:對電離後的電子在雷射場中的運動進行計算，得到所述電離後的電子的速度及位移； 步驟2:根據所述 電離後的電子的位移判斷電子是否返回母核或附近的其他核，將返回母核或附近的其他核的所述電離後的電子視為信號電子，將未返回的電子視為參考電子; 步驟3:記錄所述信號電子的初始相位Φ以及回到母核或其他核時的相位，計算所述信號電子的漂移時間t。； 步驟4:記錄所述參考電子的初始相位Φ'，並記錄所述信號電子返回時所述參考電子的漂移時間仁; 步驟5:將所述信號電子、參考電子的速度相同的相關條件ω&+Φ = ?tr+Φ，代入下式求得相位差:
2.根據權利要求1所述的橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法，其特徵在於，所述判斷電子是否返回母核或附近的其他核通過以下步驟判斷: 當電離時刻信號電子的初始位移為0，則當所述信號電子在雷射場中運動後位移再次為O時，判斷為所述信號電子返回母核； 當所述信號電子在雷射場中運動後在X方向的位移為R，y方向的位移為O時，判斷為所述信號電子返回附近的其他母核，其中R為雙原子分子的核間距。
3.根據權利要求2所述的橢圓偏振雷射作用下分子光電子全息的生成方法，其特徵在於，還包括以下步驟: 改變核間距離R，使電子在雷射場中運動的位移，時間和速度產生改變，進而導致了相位差的改變，從而最終得到不同核間距下的光電子全息圖不同，對圖譜進行分析，得到不同核間距下的最佳橢圓偏振度。
【文檔編號】G01B9/021GK103697809SQ201310698159
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】宋曉紅, 盛志浩, 楊瑋楓 申請人:汕頭大學