物理評論快報報道極端光學研究團隊強激光分子隧道電離方面研究進展

分子隧道電離電子波包的相位結構

強激光場下原子分子隧道電離是強場物理的基本問題, 對光場調控原子分子動力學有着重要影響,比如電子關聯和高次諧波産生等。理論上精确描述在強激光場作用下分子隧道電離是非常困難的（見示意圖1），人們對從分子隧道電離電子波包的特征缺少深入認識,通常近似地認為分子隧道電離的電子波包為平面波。

最近，beat365官方网站人工微結構和介觀物理國家重點實驗室“極端光學創新研究團隊“劉運全教授和龔旗煌院士等在《物理評論快報》發表了标題為“Phase Structure of Strong-Field Tunneling Wave Packets from Molecules”的研究論文[Physical Review Letters 116, 163004(2016)]。團隊成員創新性提出了分子隧道電離的量子軌迹蒙特卡洛理論(Molecular-Quantum-Trajectory Monte Carlo theory),解析地給出了分子坐标系下隧道電離率,揭示取向分子隧道電離的電子波包存在初始相位,進一步通過他們發展的蒙特卡洛模拟和費曼路徑積分的方法[M. Li et al., Phys. Rev. Lett.112, 113002(2014)]，計算得到分子坐标系下的光電子角分布。解釋了實驗上觀測到取向氮氣分子的不對稱的歸一化動量角分布以及預測了取向O2分子的光電子角分布。

結果表明，分子坐标系下的光電子角分布依賴分子外層軌道的電子雲分布(氮氣分子的外層軌道為g, 氧氣分子的外層軌道為g),隧道電離電子波包的初始相位以及分子軸相對與激光偏振軸的取向角度,并可以廣泛應用于多原子分子的隧道電離問題。該研究成果揭示了分子隧道電離的電子波包相位，對光電子全息成像、高次諧波成像、以及超快量子調控方面等方面具有重要應用。

論文第一作者為二年級博士生劉明明同學。該研究得到國家重大科學研究計劃、國家自然科學基金重點項目、量子物質科學協同創新中心以及介觀物理與人工微結構國家重點實驗室等資助。