基于电子-离子符合测量的分子离子强场行为研究

Researches on ultrafast dynamics of laser-induced coherently populated molecular ions provide a significant insight into the understanding of the complex multielectron dynamics of molecules. In this project, by using the advanced techniques of electron angular streaking and electron-ion coincidence measurement, we decide to investigate the ultafast dynamics of molecule ions with time-frequency precisely controlled ultrashot laser pulses, including the electron-nuclear energy sharing, the formation of Rydberg states, and the multi-pathway dissociation of molecular ions. We aim to probe the correlated electron-nuclear motion in dissociative ionization process, and reveal the underlying physical mechanism of directional dissociation. This study provides a powerful tool for probing the ultrafast microworld.

强激光脉冲诱导的分子离子超快动力学过程是分子多电子强场物理行为的重要中间态，也是深入理解分子强场物理行为的基础。本项目拟利用时频域精密控制的超短激光脉冲与分子离子相互作用，结合泵浦-探测技术、电子角条纹技术以及电子-离子三维动量多体符合测量技术，研究分子离子的强场电离解离等超快动力学过程，包括电子与原子核的多光子能量共享，里德堡态原子的形成，以及分子离子多通道解离，揭示电子与原子核之间的关联运动以及分子定向解离的物理机制，为人们认识和操控微观世界提供科学基础和重要途径。

超短强激光脉冲诱导分子电离解离是当前原子分子光物理领域的重要研究方向之一，对于成像分子结构及其超快动力学过程具有重要的科学意义。本项目以中间态分子离子为研究对象，利用电子-离子符合测量技术研究了超短强激光脉冲作用下分子离子的超快行为，包括重散射电子诱导分子离子高阶阈上解离和N2Ar二聚体分子的受挫双电离解离，通过发展电子-原子核关联能谱技术，探索了分子离子电离解离过程中电子与原子核之间的关联运动。本项目的主要研究内容及获得成果如下：.1、重散射电子诱导分子离子高阶阈上解离.本项目采用隧穿电离电子诱导分子离子解离的方案，首次在实验上观察到分子高阶阈上解离特征能谱。通过发展电子-原子核关联能谱，探索了分子吸收光子能量之后在电子与原子核之间的能量分配，揭示了电子与原子核之间的能量关联在分子解离过程中的重要作用，对于理解和调控超快强场作用下分子动力学行为具有重要的科学意义，.2、N2Ar二聚体分子受挫双电离解离.本项目研究发现二聚体分子离子的结构形状对于电子俘获的位置和几率起着重要的决定因素，揭示了二聚体分子受挫双电离解离过程中电子与原子核之间的关联效应。本项目的研究结果对于二聚体分子在强激光场作用下的超快动力学过程研究具有重要的科研价值。