共振多光子跃迁的全量子理论

本文从全量子理论观点分析了共振多光子过程,采用相互作用表象及Laplace变换得到一多元线性代数方程组,并获得其特征行列式的解析表达式,从而得到多光子跃迁几率的解析解。比起已有的方法简洁得多。     

氢原子的多光子过程

本文详细研究了氢原子的多光子过程,特别是多光子跃迁几率与激光强度的关系,多光子电离过程中光电子的角分布。所得结果表明,前一篇文章中提出的一种计算多光子跃迁几率的方法是相当合理的,而且其应用也相当方便。     

NO分子X2Π→A2Σ双光子跃迁选择定则的讨论

利用共振增强多光子离化光谱技术 ,获得了NO分子A2 Σ(υ′=0 ,1)态的 2 2共振多光子离化光谱。通过对上述离化过程中NO分子所表现出的不同于普通双原子分子的双光子跃迁选择定则的分析与讨论 ,得出NO分子由基态向A2 Σ态的双光子跃迁遵循与碱金属原子双光子跃迁选择定则相类似的结论 ,并利用NO分子A2 Σ(υ′ =0 ,1)态的双光子荧光激发光谱对上述分析结论进行了进一步的确认。     

NO分子X^2П→A^2∑双光子跃迁选择定则的讨论

利用共振增强多光子离化光谱技术，获得了NO分子A^2∑(u′=0，1)态的2 2共振多光子离化光谱。通过对上述离化过程中NO分子所表现出的不同于普通双原子分子的双光子跃迁选择定则的分析与讨论，得出NO分子由基态向A^2∑态的双光子跃迁遵循与碱金属原子双光子跃迁选择定则相类似的结论，并利用NO分子A^2∑(u′=0，1)态的双光子荧光激发光谱对上述分析结论进行了进一步的确认。     

参量匹配对双色双共振多光子电离几率的影响

以寻求提高共振增强多光子电离(REMPI)几率的物 理参量为研究目的,采用光和物质相互作用的密度矩阵方程 理论,数值模拟了双色双共振多光子电离过程中泵浦和探测光的参量匹配对电离几率的影响 。结果发现,一定条件下,提高电离 几率的最佳匹配条件是:1) 两束激光强度、脉冲宽度均相等且取值较大; 2) 两束激光无 相 对延迟,输出频率和相应激发跃 迁共振。对1+1+1经探测光双光子共振吸收电离过程,电离几率对探测光更敏感。实际应用 中,若不能保证最佳匹配条件 的实现,应尽量提高探测光的强度、脉冲宽度及近共振吸收;若实验条件不能实现激光频率 和相应跃迁的共振激发,可采 用失谐量互补的两束激光同时作用于系统,通过双光子共振吸收过程提高电离几率。     

多光子跃迁过程中的量子衍射与量子相干控制

从理论上解释了利用相位调制光场如何实现多光子跃迁的量子相干控制。在弱场作用下研究了几种整形激光脉冲形式与二能级原子系统的相互作用过程,研究了整形激光脉冲作用下双光子过程中的量子衍射效应。利用微扰理论给出了多光子跃迁过程的解析表示,根据解析表示解释了阶跃相位和余弦相位调制光场作用下多光子跃迁几率的量子相干控制。结果表明,这两种相干控制过程中都有跃迁几率消除现象,而且不同调制相位光场的作用结果对应着不同的几率消除位置。     

全国激光光谱、第三届激光基本问题联合讨论会学术论文摘要（Ⅱ）

·双光子跃迁的动力学过程 刘屹(长春光机学院) 高晓星(白求恩医科大学物理教研室) 本文从半经典理论出发,讨论了双光子跃迁的基本动力学过程及其跃迁几率,吸收截面、光谱线型和选择定则等参量,对单光子和双光子的有关过程进行了比较。 ·原子检测的激光增强电离光谱方法 丁大军、张在宣(吉林大学物理系、原子分子     

在分子束中SF_6分子单频和双频红外多光子离解谱

在分子束中做了SF_6分子的单频和双频红外多光子离解(MPD)谱,研究了分子转振温度和激光能流对MPD的影响。把实验结果和理论计算结果做了比较分析,认为双光子和叁光子共振跃迁统治了这些离解谱的结构。     

多光子跃迁理论中一种新的微扰级数的剖析

在文[1]中,作者之一提出一种计算多光子跃迁几率的新方法,这个方法实际上是一种新的微扰方法。在文[2]和文[3],我们将这种方法应用于氢原子的非共振和共振多光子电离过程,所得到的光电子角分布,离子产额与光强的依赖关系都与实验结果符合得相当好。本文对这一方法的两个问题作进一步的探讨,即微扰级数的收敛问题以及这一方法与传统的微扰方法的定量比较问题。     

镁对2155.0和4310.0波长激光的共振跃迁研究

镁3 s~(21)S—3 S3d~1D双光子共振跃迁波长为4310.0A,本文报导实验中不仅观察到4310.0。A波长激光的双光子共振跃迁信号,还观察到了其信频光2155.0A波长激光的单光子共振跃迁信号,此跃迁在原子光谱中是禁戒的。通过对共振电离信号及侧向荧光辐射的分析比较,我们认为2155.0A激光的共振跃迁与镁蒸气甲Mg_2准分子的形式有关。     

共上能级双跃迁非共振运转的量子统计

本文运用Lamb的量子激光理论到非均匀增宽介质双跃迁单模激光的非共振运转。应用密度矩阵方法求得了偏调△_1≠△_2时的主方程。计及Doppler效应时求得了阈值条件、光子数统计分布、平均光子数和光子统计分布曲线的半宽度。通过P(n)曲线讨论了偏调和Doppler效应对双跃迁非共振运转特性的影响,其结果和单跃迁非均匀增宽激光非共振运转和双跃迁均匀增宽非共振运转韵结果进行了比较。     

Cs原子多光子过程的理论计算

采用Laplace变换讨论了多光子吸收过程中的跃迁几率与能级移位,并具体应用于计算Cs原子三光子吸收过程,得出了与实验相符的结果。     

可见光波段飞秒激光双光子微纳加工

基于矢量衍射理论,计算了多个可见光波段激光经紧聚焦后在焦点附近的双光子点扩散函数。计算结果表明,双光子吸收效应的作用区域随着波长的减小而减小。采用多个可见光波段飞秒激光光源进行了双光子光聚合加工,并对加工分辨率和加工阈值进行了分析.实验结果表明,在每个激光波长条件下,降低光子流密度能够提高加工分辨率;随着加工波长的减小,双光子跃迁过程逐渐满足近共振跃迁条件,双光子吸收几率逐渐增大,双光子加工的阈值逐渐降低。     

二能级系统共振增强多光子电离过程的理论研究

通过求解二能级系统含时密度矩阵元微分方程，对原子系统在共振和近共振情形下的激光共振增强多光子电离（REMPI）过程中的光电离几率进行了理论推导与分析，得到了光电离几率的解析表达式；研究了氧原子经共振态2p^34p（2＋1）共振增强多光子电离的电离几率与激光脉宽、激光光强及失谐量等参数的关系；给出了共振情形下电离饱和与激光脉宽和激光光强之间的关系式。计算结果表明，对于近共振情形（△较小），激光脉宽和强度一定时，电离几率随着失谐量的增加而减小；当失谐量一定时，光电离几率随光强的增加而增加，光强增加到一定程度时光电离几率出现饱和。对于共振情形（△＝0），激光光强越大，电离几率随脉宽增加的幅度越大。     

二能级原子的多光子吸收

本文讨论了二能级原子中的多光子吸收过程。讨论中引入了A~3微扰项,并将原子的两个能级本身作为“中间能级”处理。结果表明:即使在二能级原子中,吸收任意数光子的过程都是可能的,它们的跃迁几率算式在文中给出。并证明在通常实验条件下,二光子和三光子过程是容易观察到的。     

C60薄膜双光子光学非线性与双光子跃迁

我们用Ｚ－扫描方法测量了Ｃ６０薄膜在６３３ｎｍ处大的双光子吸收系数β≈５．４ｃｍ／Ｗ，并由此计算了Ｃ６０薄膜双光子共振三阶非线性极化系数的实部和虚部。与计算的Ｃ６０分子能级进行比较，讨论了它的共振双光子光学跃迁。     

多碱光电阴极光电发射过程研究

论述了多碱阴极及光致荧光的特点,测量了多碱阴极在514.5 nm和785 nm波长激光激发条件下的荧光谱。结果表明,多碱阴极在514.5 nm波长激光激发条件下,荧光峰值强度比785 nm波长激光激发条件下荧光峰值强度强40倍,说明514.5nm波长的电子跃迁几率低于785nm波长的电子跃迁几率,同时514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长为860 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长为870 nm,514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移为345 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移仅为85 nm,说明514.5 nm波长激发的跃迁电子的能量损失远大于785nm波长激发的跃迁电子的能量损失。原因是短波光子的能量较高,所激发的跃迁电子来源于较深能级,因此能量损失较大。多碱阴极的量子效率在2.11 eV达到最大,当光子的能量大于2.11 eV以后,由于跃迁电子的能量损失随光子能量的增加而增加,因此多碱阴极的量子效率随光子能量的增加而减小。多碱阴极的量子效率与电子跃迁几率成正比,但实测的量子效率曲线与电子跃迁几率曲线的峰值波长不一致,原因是随着光子能量的增加,跃迁电子的能级也增加,当电子跃迁的几率达到最大并下降时,尽管跃迁电子的几率减小,但因电子跃迁的能级还在提高,因此量子效率仍在增加。只有当跃迁几率的因素超过能级的因素以后,量子效率才随光子能量的增加而减小,因此造成量子效率曲线的峰值波长与跃迁几率的峰值波长不一致。通过多碱阴极光致荧光谱的分析,揭示了多碱阴极电子跃迁过程中的客观规律,解释了多碱阴极量子效率在达到最大值之后,量子效率随光子能量增加而减小以及多碱阴极量子效率存在短波限的原因。     

辐射与物质作用本质的新观点——Ⅱ.辐射时间的本质

本文将物质—辐射作用时间称为辐射时间。本文首次给出了辐射时间的数学定义: 单光子过程:t=2/v(σ/π)~(1/2) (1a) 同时多光子过程:t_1=2/v(σl_(1/1)/π)~(1/2) (1b)式中v为跃迁初态电子的均方根速率,σ(σ_1)为跃迁截面,当发生共振时,跃迁截面取峰值σ_r(σ_(lr)),即共振截面,相应的辐射时间为共振时间t_r(t_(lr))。在引入了自发辐射截面后,本文讨论了不同跃迁的辐射时间之间的关系。下面只讨论单光子过程。     

二能级原子的多光子吸引

本文讨论了二能级原子中的多光子吸收过程。讨论中引入了A^2微扰项，并将原子的两个能级本身作为“中间能级”处理。结果表明：即使在二能级原子中，吸收任意数光子的过程都是可能的，它们的跃迁几率算式在文中给出。并证明在通常实验条件下，二光子和三光子过程是容易观察到的。     

多光子反Jaynes-Cummings模型中纠缠原子的布局数反转演化

利用多光子反Jaynes-Cummings模型研究了单模相干光场与两个全同的纠缠二能级原子相互作用时纠缠原子的布局数演化,并讨论相干光场的平均光子数及跃迁光子数对纠缠原子布局数产生的影响。结果表明：随着相干光场平均光子数的增加纠缠二能级原子处于激发态和基态的几率差减小,布局数的振荡曲线整体上移; 随着跃迁光子数的增加纠缠二能级原子处于激发态和基态的几率差增大, 振荡曲线整体下移。