超短强激光场中激发态原子产生机制的实验研究

2008年德国Max Born研究所Sandner研究小组结合重散射模型提出了Frustrated Tunneling Ionization(FTI)机制来解释隧穿电离区域的原子与超短强激光场相互作用产生大量激发态原子的现象，在这个多年来一直存在争议的问题上取得了一定的突破。然而他们的工作中部分结论缺乏足够的实验证据，对FTI机制的认识有待深化。本项目拟针对这一问题，结合自身的优势，采用一束纳秒激光脉冲（偏振方向与飞秒激光的偏振方向垂直）来探测飞秒激光脉冲所产生的激发态原子，利用高分辨光电子能谱获得激发态产量随主量子数变化规律这一尚缺少的重要实验数据。并采用泵浦-探测技术，用两束飞秒激光产生激发态之间量子拍的方法得到这些能态的角动量量子数。研究这些能态从隧穿电离区域向多光子电离区域过渡的演化规律，更深入地探究超短强激光场中激发态原子产生机制。

本项目在执行过程中根据国际前沿的发展形势对研究方案进行了调整，围绕以下两个方向开展了研究工作：（一）实验装置升级改造。为了研究原子在飞秒激光场中的加速效应，我们对光电子能谱进行了改造升级。对于其工作原理的可行性，从技术上进行了验证。（二）隧穿电离区分子阈上电离以及椭偏光条件下原子阈上电离的研究。在改造仪器的过程中，我们也对分子的阈上电离过程进行了研究，部分研究结果已经发表。