正交雙色光場驅動的光電子背向散射全息成像研究

2020-12-15 OFweek維科網

　　強場原子分子閾上電離是強雷射與原子分子相互作用的基本過程，在近幾十年裡一直是強場物理領域的熱點問題。最近，人們在閾上電離產生的光電子動量譜中觀測到一種全息幹涉結構，這種光電子全息結構包含了原子分子的結構以及電離電子的動力學過程等信息，很快成為強場物理領域的研究熱點。在強場光電子全息中信號波和參考波由雷射誘導的隧穿電離產生。參考波與信號波的幹涉形成了光電子動量譜中的全息圖，這種全息圖包含了母核和再碰撞電子的時間及空間信息。目前實驗上觀測到的光電子全息幹涉圖為一種前向散射電子的全息幹涉，但前向散射電子的全息幹涉中所包含的原子分子結構信息也有限。相反地，背向散射電子，即散射角度大於90度的電子與母核發生強烈的碰撞，包含著更加豐富的原子分子的結構信息，所以背向散射電子的全息幹涉對探測原子分子結構具有十分重要的意義。在線偏振光碟機動下，由於原子的散射截面較小，作為信號波的背向散射的電子與作為參考波的直接電子強度差別很大，因此很難觀測到背向散射電子的全息幹涉圖。

　　武漢國家光電實驗室陸培祥教授領導的超快雷射研究團隊最近提出了一種利用偏振方向正交的二維雙色光場分辨背向散射電子全息幹涉圖的方法。通過合理的優化正交雙色場的參數，如雙色場的頻率比，相對強度，相對相位以及脈衝寬度等，對電離電子波包的量子軌道進行時間和空間的控制，選擇性地增強光電子全息幹涉，抑制其他類型的電子幹涉對全息幹涉的影響，得到了清晰的光電子背向散射的全息幹涉圖樣。為實驗上觀測光電子背向散射全息圖並進一步提取原子分子的結構信息提供了有效的手段。

　　2016年10月17日，該研究工作「Identifying backward-rescattering photoelectron hologram with orthogonal two-color laser fields（正交雙色光場中光電子背向散射全息幹涉圖的識別）」發表在Opt. Express Vol. 24, No. 21, 23697 (2016). 該項目的研究工作得到了國家自然科學基金 （No. 11234004, No. 11404123和No. 61275126）, 國家「973計劃」（2011CB808103）和湖北省自然科學基金（2014CFB174）的自助。

　　

　　圖 正交雙色光場驅動下光電子動量譜及背向散射全息幹涉圖

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