强激光场中原子分子的超快成像及超快控制

Quantum physics of atoms and molecules in strong laser fields contains many interesting and important physics. In this project, we will focus on the section 8 of the "project guide" of Physics I of NSFC 2014. we are plannning to investigate ultrafast imaming and ultrafast control over atomic and molecular dynamics using strong laser fields. Experimently, we will combine the start-of-art femtosecond laser system with high-resolution electron-ion cincidence momentum spectroscropy (so-alled coltrims). We will study the tunneling ionization and multiphoton ionization of atoms and molecules in strong laser fields, the measurement of molecular-frame angular ionization rate and the controlling of molecular dissociation using oriented molecular technique. We will measure the imaging of the molecular vibrational danamics using few-cycle laser pulses. Using coincidence measuring technique, we will study the electron correlation that is very important in Non-sequential double (multiple) ionization of atoms and molecules. Using the Carrier-Envelope-Phase (CEP) stablized laser pulses and the shaped femtosecond laser pulses, we will explore ultrafast control on the atomic and molecular dynamics.

飞秒强激光与原子分子相互作用系统是复杂的量子系统，蕴涵着丰富的物理内容。本项目围绕重点项目指南物理I的“原子分子体系量子动力学过程”部分，在实验上我们把飞秒强激光和高分辨率离子电子动量谱仪(Coltrims)符合测量系统相结合，开展飞秒激光场中原子分子动力学、原子分子的超快成像及超快控制方面研究，具体包括研究强激光场中原子分子的隧道电离和多光子电离、实现取向分子并测量分子坐标系下电离几率的角分布及进一步控制分子电离和解离通道、将通过周期量级飞秒激光脉冲研究分子振动动力学的超快成像，以及将研究原子分子非序列双(多)电离中电子关联行为，并将进一步通过载波相位可控的周期量级激光场和整形的脉冲激光场实现原子分子动力学的超快控制。

本项目围绕飞秒强激光与原子分子动力学，采用高分辨率离子电子动量谱仪(Coltrims)符合测量系统，开展子分子的超快成像及超快控制方面研究，具体包括研究强激光场中原子分子的隧道电离和多光子电离、电子关联以及原子分子动力学的超快控制等。在项目执行期内，获得多项重要成果，具体包括，1）采用园偏振激光，实现高度自旋极化光电子，以及提出并实现了双指针阿秒钟对隧穿电子波包振幅和相位进行精确测量；2）实现强激光原子作用下三体同时测量，对电子能谱表定律进行研究；3）提出背向光电子全息，研究分子结构对全息过程的影响等。项目执行期发表论文46篇，其中包括PRL10篇，培养5名研究生获国家奖学金，项目组1名成员获国家杰出青年基金支持。