隧道電離區低能電子能譜結構的精确測量

最近，“飛秒光物理和介觀光學”創新研究群體的吳成印副教授和龔旗煌教授等利用實驗室新建的超高真空離子電子動量成像譜儀的強大符合測量功能以及實驗室先進的飛秒激光光源，精确測量了隧道電離區原子分子阈上電離電子的能譜結構，發現對于所有原子，電子能譜在超低能地方(<1eV ）有一個尖銳的峰狀結構，對應着動量譜的雙峰結構。中國科學院武漢物理與數學研究所的柳曉軍研究員，山西大學的李衛東教授以及中國工程物理研究院北京應用物理與計算數學研究所的陳京研究員對實驗結果進行了量子和半經典理論模拟。該項研究揭示了超低能電子譜峰形成的物理機制，是隧道電離區阈上電離物理研究的一個重要進展，研究結果發表研究結果于2012年7月23日在線發表在的phys. rev. lett.上（http://prl.aps.org/abstract/PRL/v109/i4/e043001）。

阈上電離是原子分子強場物理的基本過程，是揭示強激光場與物質相互作用物理本質的重要基礎，原子分子阈上電離的深入研究推動了阿秒計量和原子分子超快成像等研究領域的快速發展。目前阈上電離研究大都采用近紅外(800nm)的激光脈沖，中紅外激光技術的迅速發展，使得中紅外激光場下原子分子阈上電離成為研究熱點，近幾年不斷觀察到一些新的物理現象。但是由于實驗手段的限制，中紅外激光場作用下原子分子阈上電離低能電子實驗數據非常稀少，而且數據間還相互沖突。利用beat365官方网站先進的超高真空離子電子動量成像譜儀和中紅外飛秒激光光源，獲得了原子分子阈上電離超低能電子以及低能電子的精确實驗數據，澄清了該領域的學術争議。結合量子和半經典理論模拟，揭示了這些低能電子譜峰結構的物理本質。

論文第一作者吳成印副教授是教育部“新世紀優秀人才支持計劃”入選者。經過三年努力，他和同事們建成了國内首台特殊設計的超高真空離子電子動量成像譜儀，拓寬了beat365原子分子強場物理的研究領域并提升了強場物理的實驗研究水平。譜儀的成功建設獲得了beat365第六屆實驗技術成果獎一等獎（http://www.lab.pku.edu.cn/tzgg/23633.htm）。去年在該裝置上還實現了一氧化碳分子解離通道的飛秒激光選擇性控制，研究結果也發表在Phys. Rev. Lett. 上(http://prl.aps.org/abstract/PRL/v106/i7/e073004)。

本研究工作得到了國家自然科學基金創新群體項目、重點項目以及國家重點實驗室等的資助。