天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
报道了强激光脉冲电离氢原子诱导的蜘蛛状干涉光电子动量谱（PMD）的数值探究结果。标准的半经典回碰模型（SRM）虽然简化了电子行为，但是忽略了难以处理的库仑作用。与以往的数值修正不同，对电离过程的库仑作用进行解析近似处理，并将其引入到SRM中，成功构建了解析修正的SRM（AC-SRM）。运用该模型数值模拟计算了蜘蛛状PMD和库仑作用引起的干涉图样的系统性位移。用经典相位、含时薛定谔方程（TDSE）和电子轨迹等方法，对这种位移现象进行了定量分析和机理探究。结果发现，所提的经典相位方法对PMD中蜘蛛状干涉结构的库仑作用最敏感，对第一干涉极小值尤为突出。精确的TDSE数值结果也证实了由AC-SRM所得到的模拟结果的正确性。
原子与分子物理学 原子光电离 光电子全息 库仑作用 数值模拟 光学学报
2022, 42(21): 2102001
1 安徽工业大学冶金工程学院, 安徽 马鞍山 243032
2 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230026
3 常州大学石油工程学院, 江苏 常州 213164
氯苯类化合物及其高温热解产物是大气中重要的一类污染物, 对氯苯热解路径的研究可为防止或减少相关污染物的排放提供基础理论指导。利用原位同步辐射光电离质谱技术 (SR-PIMS) 在 4 kPa 和 873～1373 K 条件下开展了氯苯流动管反应器低压热解研究, 实时鉴定了包括烯烃、芳烃和氯化芳烃等 16 种热解产物, 获得了这些产物的摩尔分数随热解温度的变化规律。研究表明: 苯炔 (o-C6H4) 是氯苯热解形成小分子路径的关键中间体。对比本组之前氯苯常压流动管热解的实验结果, 发现低压减弱了氯化芳烃等含氯有机物的形成途径, 表明压力条件会影响氯苯重要次级热解产物氯化芳烃的形成。
氯苯 流动管热解 原位同步辐射光电离质谱 中间体 chlorobenzene flow reactor pyrolysis synchrotron radiation photoionization mass spectro intermediate 大气与环境光学学报
2022, 17(4): 442
深圳大学物理与光电工程学院，广东 深圳 518060
通过精确求解全维含时Schr?dinger方程（TDSE），数值研究了在不同偏振的啁啾激光脉冲作用下的氢原子电离过程中的动态干涉效应。着重研究了啁啾参数对光电子能谱上的动态干涉图样的影响。计算结果表明：在3种偏振情形下，啁啾的增加都会引起动态干涉图样的抑制；对任何啁啾参数，干涉次峰都会随着脉冲椭偏率的增加有一个向右的移动；对任何啁啾参数，当激光脉冲长达30 fs时，动态干涉图样都会消失，表明之前报道的一维TDSE的计算并不能准确描述真实的物理过程。
激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0102001
1 中国科学技术大学, 合肥微尺度物质科学国家研究中心, 化学物理系, 安徽 合肥 230026
2 中国计量科学研究院, 北京 100013
应用密度泛函理论对 BCl+3 离子 C2?A''2 态的电子能谱进行了深入研究。在 aug-cc-pvtz 基组下, 分别使用 PBE0、ωB97XD、M06-2X 三种泛函优化了中性 BCl3 分子、BCl+3 离子基态 X2?A2' 以及 C2?A''2 态的分子结构, 并计算了相应振动频率和电离过程 BCl3(X1A1)→BCl+3(C2?A''2) 跃迁的 Franck-Condon 因子, 从而得到了该跃迁对应的拟合电子能谱。通过与已有的高分辨实验电子能谱对比, 实现了 BCl+3 离子 C2?A'me2 态实验光谱的高精度光谱拟合, 进而对实验振动序列做了清晰可靠的归属, 得到 BCl+3 离子 C2?A''2 态的绝热电离 能 AIE、垂直电离能 VIE 分别为 (14.298±0.028) eV、 (14.405±0.028) eV, 从而修正了已报道电离能的错误数据。
光谱学 电离能 密度泛函理论 光电离 电子激发态 spectroscopy ionization energy density functional theory photoionization electronically excited state
1 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心, 太原 030006
本文33Σ+1以为中间激发态, 通过扫描光缔合光的频率得到了33Σ+1的不同振动态光谱。研究发现利用短程光缔合制备的超冷基态85Rb133mCs分子产率在33Σ+1(v=3)处较其他振动态更大, 33Σ+1(v=3)转动常数较邻近的振动态有明显变化且与23Π0－(v=14)的能量接近, 这些特征显示了这两个振动态的共振耦合特性。优化光缔合光的功率和光电离光的能量后, 我们得到X1Σ+(v=0)最低振动态超冷85Rb133Cs分子的产率为1.5×104/s。在考虑了分子波函数的宇称和跃迁选择定则后, 我们发现33Σ+1(v=3,J=1)存在单步自发辐射制备超冷基态85Rb133Cs分子的通道, 采用该通道可实现原子-分子相干转移直接制备超冷基态分子。
共振耦合 单步自发辐射 光缔合 光电离 resonant coupling single pass spontaneously decay photoassociation photoionization
为了确认偏振光谱技术对复杂Sm原子的适用性，本文采用双色两步共振激发技术和光电离探测技术对Sm原子偶宇称高激发态的光谱进行了研究。首先，通过两步激发将处于基态4f66s27F0的Sm原子激发到偶宇称激发态（总角动量量子数J=0~2），并采用光电离技术对其进行探测；然后，通过对ππ、πσ、σ+σ+和σ+σ-不同偏振组合下的光谱进行对比分析，利用偏振选择定则确定了三个偶宇称高激发态的总角动量量子数J；最后，通过改变两步线偏振激发光光振动方向的夹角，得到了光电离信号与该角度的关系，从而验证了偏振光谱技术对Sm原子的适用性。
光谱学 原子光谱 偏振激发 Sm原子 偶宇称 光电离 高激发态 激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1130001
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
采用半经典回碰模型(semiclassical rescattering model, SRM)和含时薛定谔方程(time-dependent Schr?dinger equation, TDSE),对线偏振激光场中氢原子的蜘蛛型光电子动量谱进行了数值模拟,重点研究了散射振幅相位的提取。基于前人的研究成果,依据SRM理论和鞍点理论,得到时间参数近似相等的结论,并提出了一种相位提取的新方法。构建了两个一级近似公式,解析表达了散射振幅相位。由所提方法获得的相位与纵向动量和横向动量有关。新方法尽管增加了计算量,但是相位提取精度有显著提高。
原子与分子物理学 原子光电离 氢原子 强场光电子全息 数值模拟 光学学报
2021, 41(10): 1002001
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
采用强场近似方法,对处于两个具有时间延迟的圆偏振激光场中氢原子的涡旋状光电子动量分布进行了数值模拟。在两个延时激光脉冲的作用下,电子吸收光子后克服电离阈值,从基态经由两个不同的通道跃迁到连续态,产生的电子波包之间会发生干涉。模拟结果表明,所产生的光电子动量涡旋的旋向与两脉冲的偏振方向有关,涡旋臂的数目与激光载波频率有关。动态Stark效应是一种典型的强场现象。若在电离发生的同时考虑动态Stark效应,将会观察到动量涡旋的扭曲。对顺时针的动量涡旋及其扭曲进行分析,发现扭曲现象是由动态Stark效应引入的附加相位的时间非线性特性引起的。
原子与分子物理学 原子光电离 强场近似 氢原子 超短脉冲 数值模拟
中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
利用真空紫外同步辐射、反射式飞行时间质谱(PI-TOF-MS)和量子化学计算方法研究了气相羟基丙酮(HA)的光电离解离通道。通过测定9.5～15.5 eV光子能量下的 光电离效率(PIE)曲线获得了HA的电离能(IE)(9.78±0.06 eV)以及主要碎片离子(C3H5O+2, C3H5O+, C2H5O+, C2H4O+, CH3CO+, CH2OH+, COH+, C2H3+和CH3+)的出现势(AEs)。使用G3B3//B3LYP/6-311++G(d, p)组合方法进行量化计算, 得到了与该分子解离过程中相关的反应物、过渡态、中间体及产物的最优结构和单点能。 根据实验测得的离子出现势并结合量化计算,分析了羟基丙酮的光电离解离通道及机理。研究结果表明结构重排及分子离子内部氢原子转移在羟基丙酮的光电离解离的 过程中起到非常重要的作用。
光谱学 羟基丙酮 光电离质谱 光电离解离 电离能 出现势 spectroscopy hydroxyacetone photoionization mass spectroscopy dissociative photoionization ionization energy appearance potential
