在时域范围内观测氦原子在超快激光场中的自电离及Fano共振过程

氦原子在激光场作用下的自电离过程呈现了Fano共振现象。传统的关于Fano共振的观测都是在频域范围内展开。随着阿秒激光技术的发展，最近国际上刚刚开展了在时域范围内观测原子的自电离以及Fano共振的实验。我们拟利用数值模拟含时薛定谔方程的方法，通过观测电子波函数在阿秒、飞秒激光场中的演化，研究氦原子自电离以及Fano共振效应随时间的发展变化过程。项目预期将揭示飞秒激光场的强度、相位、偏振度等可调参数对Fano共振的影响，寻找到控制自电离以及Fano共振效应的优化方案。该研究将解释最新实验上观测到的自电离以及Fano共振随时间的演化过程，有助于理解复杂原子及分子中电子关联效应随时间的演化，并为相干控制复杂原子甚至分子的化学反应提供第一手数据资料。

在过去的3年内，研究了氢原子、氦原子、氢分子在强场激光作用下的超快过程，包括自电离、Fano共振、分子的隧穿解离和碰撞解离、原子和分子电离后电子动量的分布等一系列超快过程，顺利完成了项目的既定任务。共发表论文12篇(其中通讯作者论文11篇)。概括而言，在以下的激光科学问题上取得了创新结果：用非波恩奥本海默近似研究了氢分子的电离，电离后自由电子和氢分子离子复合形成处于双激发态的氢气分子，氢气分子随后发生自电离过程；观察了紫外光和近红外光作用下氢原子的电离，并观察到了紫外光和红外光产生电离事件的Fano共振过程；数值模拟了氢分子离子在THz光场中的隧穿解离过程；利用非波恩奥本海默近似研究了氢气分子的碰撞解离过程；研究了激光强度对分子解离的影响；开发了研究双电子系统的并行数值模拟程序。