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原子双光子电离的超偶极近似含时微扰理论

DOI:10.1103/PhysRevA.99.023407 期刊:Physical Review A 出版年份:2019 更新时间:2026-01-09 18:43:54
摘要: 我们发展了超越偶极近似的含时微扰理论(PT),用于分析原子在任意偏振短激光脉冲作用下的双光子电离动力学。通过将多个物理量的计算结果与超越偶极近似的含时薛定谔方程数值解进行对比,在广泛的激光参数范围内验证了该PT方法的有效性。随后将该PT方法应用于非共振区域,揭示了偶极与非偶极跃迁路径之间干涉对沿激光传播方向光电子动量偏移的重要影响。特别地,我们发现各偶极跃迁通道的概率与总电离概率之比随光子能量增加呈现振荡特性。不同路径间的干涉效应与这些比值的振荡行为共同导致线偏振情况下线性动量转移出现一系列极小值。
作者: Mu-Xue Wang,Hao Liang,Xiang-Ru Xiao,Si-Ge Chen,Liang-You Peng
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研究概述 实验方案

为分析任意偏振短激光脉冲作用下原子的双光子电离动力学,建立超越偶极近似的含时微扰理论,并探究偶极与非偶极跃迁路径间干涉对沿激光传播方向光电子动量移动的影响。

二阶含时微扰理论在超越偶极近似的情况下,能有效描述双光子电离中的非偶极效应,在非共振区域与含时薛定谔方程结果高度吻合。线偏振下线性动量转移的凹陷源于偶极与非偶极路径间的干涉以及偶极路径概率的振荡行为。该方法在非共振情况下可靠,但在共振场景中存在局限。

当激光光谱具有与中间态显著共振的成分时,PT方法会出现偏差,因为它在共振情况下未能充分处理态间强耦合。这限制了其在共振频率附近(例如氢原子的ω0 = 0.375原子单位)的准确性。

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