ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN TRẦN HOÀNG HẢI YẾN KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH ION HÓA KÉP CỦA HELI BẰNG LASER HAI MÀU TRỰC GIAO Chuyên ngành: Vật Lý lý thuyết Mã số: ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN TP Hồ Chí Minh - 2016 Đề tài hoàn thành tại: Trường Đại học Sài Gòn Giảng viên hướng dẫn: TS Võ Thành Lâm Phản biện 1: Phản biện 2: Đề tài bảo vệ Hội đồng họp Trường Đại học Sài Gòn vào hồi ngày tháng năm 2016 Có thể tìm hiểu đề tài tại: Trung tâm Thông tin - Tư liệu, Trường ĐH Sài Gòn; Khoa SP KHTN, Trường ĐH Sài Gòn Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ii Mở đầu iv Tổng quan 1.1 Quá trình ion hóa kép 1.1.1 Quá trình ion hóa kép liên tục 1.1.2 Quá trình ion hóa không liên tục Phương pháp tính số 2.1 Phương pháp Runge-Kutta 2.2 Kiểm chứng tính xác phương pháp số Khảo sát trình ion hóa nguyên tử Heli 3.1 3.2 3.3 Mẫu tập hợp cổ điển 1 2` Sự phụ thuộc tín hiệu He vào pha tương đối xung laser OTC 2` Giải tích phụ thuộc tín hiệu He vào pha tương đối xung laser OTC Kết luận hướng phát triển 13 Tài liệu tham khảo 14 i ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU E r1 r2 r Up v0 Ex ptq Ey ptq v a, b ∆ϕ : : : : : : : : : : : Cường độ điện trường Khoảng cách từ electron thứ đến hạt nhân Khoảng cách từ electron thứ hai đến hạt nhân Khoảng cách hai electron Động trung bình Động lượng ban đầu thời điểm ion hóa t0 Điện trường theo phương x xung laser hai màu Điện trường theo phương y xung laser hai màu Vận tốc electron Các thông số laser Pha tương đối laser DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT t.ư : DI : SDI : NSDI : TDSE : CTEMD: TMD : OTC : ASE : tương ứng Quá trình ion hóa kép Quá trình ion hóa kép liên tục Quá trình ion hóa kép không liên tục Phương trình Schrodinger phụ thuộc thời gian Sự phân bố động lượng tương quan hai electron Phân bố động lượng ngang Laser hai màu phân cực trực giao Sự phân bố lượng bất đối xứng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Ví dụ trình ion hóa kép liên tục kiềm thổ (1.1a): khí (1.1b) Hình 1.2 tử kiềm thổ : Quá trình ion hóa kép không liên tục nguyên iii Hình 1.3 : Quá trình ion hóa kép không liên tục nguyên tử khí Hình 2.1 : Con lắc lò xo nằm ngang Hình 2.2 : Dao động tắt dần Hình 2.2 : Đồ thị kiểm chứng khác biệt thuật toán Runge-Kutta phương pháp giả Hình 1.4 : Không gian phân bố hai electron liên kết trục x dọc theo trục phân bố trường 800 nm Hình 3.1 : Sự phụ thuộc tín hiệu He2` vào pha tương đối xung laser : OTC Hình 3.2 : Phân bố động lượng tương quan hai electron ứng với pha tương đối ∆ϕ “ 0π, 0.25π, 0.35π trục x,z dọc theo trục phân cực trường 800 nm vuông góc với mặt phẳng phân cực xung OTC Hình 3.3 : Số lượng kiện DI ứng với trường 800nm thời điểm tái va chạm thời gian trễ T1 chu kỳ quang học xung Hình 3.4 : Phân bố động lượng tương quan hai electron trục x với ∆ϕ : “ 0.35π Hình bên trái hình bên phải tương ứng với phân bố động lượng bất đối xứng tác động xung hiệu ứng màng chắn iv Mở đầu Khi chiếu chùm laser vào nguyên tử, electron lớp vỏ nguyên tử bị ion hóa Electron tác dụng trường laser gia tốc, sau chậm dần quay ngược trở lại laser đổi chiều Trong trình quay lại, có khả electron va chạm với ion mẹ, trình va chạm làm cho electron thứ hai bị bật Đây trình ion hóa kép không liên tục Trong tương tác nguyên tử với laser, trình ion hóa kép không liên tục thu hút không quan tâm nhà khoa học ba thập kỷ gần tín hiệu ghi nhận từ phổ động lượng hai electron cung cấp nhiều thông tin khiết tương quan chúng lớp vỏ nguyên tử Hiện nay, nhà vật lý tranh cãi việc hai electron sau bị ion hóa trường laser chuyển động chiều hay ngược chiều Một số thực nghiệm rằng, cách sử dụng hai chùm laser trực giao có bước sóng khác (hay gọi laser hai màu) ta điều khiển chiều chuyển động hai electron sau bị ion hóa Tuy nhiên, nguyên phụ thuộc vào pha tương đối hai laser chưa giải triệt để Chính vậy, muốn tính toán lý thuyết laser hai màu dùng để điều khiển thời gian tái va chạm electron thứ với độ phân giải thời gian vào khoảng atto giây (10´18 s) Chúng kỳ vọng nguyên nhân vi mô dẫn đến chuyển động hướng ngược hướng hai electron sau bị ion hóa Đề tài chia thành ba chương: Chương Tổng quan Chương dành để trình bày kiến thức cở cần thiết trình ion hóa kép liên tục, không tiên tục, Chúng kết thúc chương việc trình bày mẫu tập hợp cổ điển để làm sở cho chương v Chương Phương pháp số Runge - Kutta Trong chương này, tiến hành giải chi tiết số toán Vật Lý đối chiếu kết thu với kết thu sử dụng phương pháp số Runge Kutta Chúng dùng phương pháp để giải số toán Chương Quá trình ion hóa kép không liên tục electron tác dụng laser hai màu trực giao Chúng giới thiệu thảo luận kết số phụ thuộc tín hiệu He2` vào pha tương đối xung laser OTC trình động học tương quan hai electron gây thay đổi CTEMD dọc theo hướng phân cực trường 800 nm Chương Tổng quan 1.1 Quá trình ion hóa kép Quá trình ion hóa kép trình hình thành hai ion chiếu laser vào nguyên tử hay phân tử trung hòa điện Quá trình thường xảy so với trình ion hóa đơn nguyên tử Có hai loại trình ion hóa kép: 1.1.1 Quá trình ion hóa kép liên tục Đây trình hình thành hai ion gồm hai kiện ion hóa đơn điện tử: Đầu tiên electron thứ thoát khỏi nguyên tử hay phân tử trung hòa (Để lại ion trạng thái kích thích) Tiếp electron thứ hai phóng thích 1.1.2 Quá trình ion hóa không liên tục Ngoài có trường hợp hai electron thoát khỏi nguyên tử hay phân tử lúc nguyên tố kiềm thổ (xem hình 1.2) Electron thứ hai giải phóng với trợ giúp electron thứ khí (xem hình 1.1) (a) Quá trình ion hóa kép liên tục (b) Quá trình ion hóa kép liên tục trạng thái kích thích Hình 1.1: Ví dụ trình ion hóa kép liên tục Hình 1.2: Quá trình ion hóa kép không liên tục nguyên tố kiềm thổ Hiện tượng ion hóa kép không liên tục thực nghiệm phát Suran Zapesochny cho nguyên tử kiềm thổ vào đầu năm 1975 Mặc dù việc nghiên cứu mở rộng song chi tiết trình ion hóa kép nguyên tử kiềm thổ chưa có hiểu biết sâu sắc Ta thừa nhận mà ion hóa kép trường hợp thực trình chuyển đổi hai electron qua quang phổ tự ion hóa trạng thái nguyên tử ion hóa thứ ion hóa thứ hai Đối với nguyên tử khí hiếm, trình ion hóa kép không liên tục lần quan sát L’Huillier Các nhà khoa học tăng cường quan tâm đến tượng lại phát trường hồng ngoại cho cường độ cao Sự đa ion hóa quan sát thấy Các chế trình ion hóa kép không liên tục nguyên tử khí khác với nguyên tử kiềm thổ Đối với nguyên tử khí vùng laser hồng ngoại, sau ion hóa electron, electron giải phóng tái va chạm với ion mẹ Các electron hoạt động "ăng-ten nguyên tử", hấp thụ lượng từ trường laser ion hóa tái va chạm chuyển lượng vào ion mẹ Tán xạ không đàn hồi với ion mẹ gây thêm việc kích thích va chạm và/hoặc ion hóa Cơ chế gọi mô hình ba bước trình ion hóa kép không liên tục, mà liên quan chặt chẽ đến mô hình ba bước phổ sóng hài bậc cao Động học trình ion hóa kép không liên tục phụ thuộc chặt chẽ vào cường độ laser Năng lượng tối đa mà electron tái va chạm đạt tương tác với trường laser xấp xỉ 3.2Up với F Up “ Dù lượng đạt tới 3.2Up , nhỏ so với 4ω ion hóa Ip thực nghiệm quan sát tương quan trình ion hóa kép Trái với chế độ Up cao (3.2Up ą Ip ), hỗ trợ trường laser với chế độ Up (3.2Up ă Ip )thấp quan trọng Phép phân tích cổ điển lượng tử chế độ Up thấp chứng tỏ hai cách sau phóng electron sau tái va chạm: Đầu tiên, hai electron giải phóng với thời gian chậm trễ ngắn so với 41 chu kỳ laser điều Chương Khảo sát trình ion hóa nguyên tử Heli 3.1 Mẫu tập hợp cổ điển Trong mẫu cổ điển, tiến triển hai electron xác định phương trình chuyển động cổ điển sau (đơn vị nguyên tử sử dụng toàn trình tính toán) d2 x 2xi “´ ´ Ex ptq dt2 pxi ` yi2 ` zi2 ` aq3{2 pxi ´ yi q ` rpxi ´ xj q2 ` pyi ´ yj q2 ` pzi ´ zj q2 s ` bs3{2 2yi d2 y “´ ´ Ey ptq dt2 pxi ` yi2 ` zi2 ` aq3{2 pxi ´ yi q ` rpxi ´ xj q2 ` pyi ´ yj q2 ` pzi ´ zj q2 s ` bs3{2 d2 z 2zi “´ ´ Ez ptq 2 dt pxi ` yi ` zi2 ` aq3{2 pxi ´ yi q ` rpxi ´ xj q ` pyi ´ yj q2 ` pzi ´ zj q2 s ` bs3{2 (1a) (1b) (1c) Trong đó: Ta chọn a “ 0.75 b “ 0.01 để tránh tự ion hóa [10] Điện trường theo phương x phương y hai xung laser trực giao cụ thể Ex ptq “ E0 cospωtq Ey ptq “ E0 cosp2ωt ` ∆ϕq, cường độ hai xung laser sử dụng 5.0x1014 W {cm2 Để thu điều kiện ban đầu, mẫu cổ điển trạng thái Heli với lượng -2.9035 a.u Hai electron phân bố ngẫu nhiên không gian động lượng Sau thời gian đủ dài (200 a.u) ta thu phổ động lượng tập trung gốc tọa độ (xem hình 1) với có phân bố động lượng ổn định [10] Sau thu điều kiện ban đầu, ta sử dụng phương pháp số để giải phương trình (1) cho nguyên tử Heli tác dụng trường laser OTC phương pháp Runge-Kutta [11] Tiếp lượng hai electron ion hóa nguyên tử phân tích cuối xung Nếu lượng hai electron dương ta coi ion hóa kép [3,10] Chúng lưu ý khuôn khổ mô hình cổ điển, hiệu ứng đường ngầm không xảy hai electron giải phóng nhờ tượng vượt rào Cường độ laser sử dụng đủ lớn để ngăn chặn ion hóa nên nguyên tử chuyển sang trạng thái có mức lượng cao vượt rào Để tạo kết ổn định, sử dụng mẫu có kích thước triệu nguyên tử Dưới tác động dao động trường laser, electron nguyên tử, phân tử bị ion hóa Electron ion hóa gia tốc sau chuyển động chậm dần trở lại tái va chạm với ion mẹ trường laser đổi chiều Quá trình tái va chạm nguyên nhân trường tương tác mạnh gây trình động học phi tuyến hệ điều hòa bậc cao [1, 2], phát electron ngưỡng [6], ion hóa kép đa ion [5, 8] Trong số tượng trên, trình ion hóa kép không liên tục (NSDI) coi công cụ đắc lực để nghiên cứu toàn diện tương quan electron (e-e) trình tái va chạm Thêm vào đó, vấn đề kiểm soát chuyển động bó sóng electron ion hóa phạm vi thời gian có độ phân giải atto giây chủ đề nóng năm gần Để thiết lập khung thời gian atto giây mặt phẳng phân cực bó sóng electron phát tái va chạm, trường laser hai màu phân cực trực giao (OTC) coi công cụ mạnh Hình 3.1: Không gian phân bố hai electron liên kết trục x dọc theo trục phân cực trường 800 nm vấn đề [4] Trường laser OTC sử dụng rộng rãi Vật Lý atto giây : khảo sát cấu trúc quỹ đạo nguyên tử, phân tử thông qua việc phát điều hòa bậc cao [9], định hướng electron ảnh hưởng laser gây tượng nhiễu xạ electron [7] ion hóa kép [14] Có hai cách phổ biến để tiếp cận vấn đề ion hóa kép không liên tục (NSDI) Cách thứ sử dụng phương pháp TDSE (Time dependent Schrodinger Equation) Với phương pháp này, ta thu nghiệm xác Tuy nhiên phương pháp này, việc lập trình phức tạp cho kết cuối gây khó khăn cho việc nghiên cứu sâu trình động học với kết thu Việc thực phương pháp TDSE với mẫu tập hợp cổ điển chứng minh cho kết quán với kết phép tính toán lượng tử cường độ laser cung cấp đủ lớn [3] electron dao động tác dụng dao động trường laser sau bị ion hóa [1] Các ưu tính toán cổ điển hẳn tính toán lượng tử vấn đề trình bày cụ thể [3] Gần đây, có nhiều nghiên cứu trình NSDI gây OTC việc khảo sát ion hóa kép không liên tục Neon gần mức bão hòa [13] cường độ laser cao [12] Quá trình động học tương quan hai electron NSDI nguyên tử Heli kiểm soát việc thay đổi pha tương đối ∆ϕ cấu trúc butterfly-like thu từ phổ động lượng hai electron tương quan (CTEMD) dọc theo trục phân cực trường laser có bước sóng 800 nm mơ hồ Do đó, khảo sát trình ion hóa kép không liên tục Heli xung laser hai màu trực giao Chúng mở rộng nghiên cứu [14] việc sử dụng mẫu tập hợp cổ điển không gian chiều để khảo sát thay đổi phân bố động lượng theo phương vuông góc với mặt phẳng phân cực xung OTC trường hợp electron ion hóa không chịu tác dụng ngoại lực Những phân bố động lượng gọi phân bố động lượng ngang (TMDs) Nó cung cấp nhiều thông tin chuyển động bó sóng tái va chạm hình dạng nguyên tử hay phân tử Xung laser OTC sử dụng có bước sóng 800 nm 400 nm đặt vuông góc có cường độ 5.0x1014 W {m2 Bằng việc thay đổi pha tương đối ∆ϕ hai laser, ta xét tín hiệu He2` với trị số cực đại ∆ϕ “ nπ{4 trị số cực tiểu ∆ϕ “ pn ` 0.5qπ{4 với n P N Tuy liệu từ thực nghiệm nguyên tử Heli, ta kiểm chứng kết việc so sánh với trạng thái thu với Neon thực nghiệm mô [12, 13] Ta tập trung quan sát tiến triển CTEMD dọc theo trục phân cực trường 800nm thay đổi pha tương đối hai electron ion hóa quan sát rõ ràng theo hướng [14] Bằng việc sử dụng kỹ thuật phân tích quỹ đạo [3], ta thấy vai trò quan trọng hiệu ứng trễ việc hình thành momen kéo theo hai electron ion hóa Ngoài lực đẩy e-e cho nguyên nhân gây cấu trúc butterfly-like CTEMD dọc theo trục phân cực trường 800 nm pha tương đối ∆ϕ “ 0.35π Những chi tiết tạo phân bố động lượng ngang 3.2 Sự phụ thuộc tín hiệu He2` vào pha tương đối xung laser OTC Chúng tiến hành khảo sát trình NSDI Heli xung laser OTC với thông số nêu phần Sự phu thuộc tín hiệu He2` vào pha tương đối ∆ϕ mô tả hình Tại cường độ laser sử dụng tính toán chúng tôi, tín hiệu He2` chủ yếu gắn liền với trình NSDI, sử dụng cường độ cao trình SDI đáng kể Kết thu với pha tương đối thay đổi ď ∆ϕ ď 2π chu kỳ laser Rõ ràng, tín hiệu He2` phụ thuộc mạnh mẽ vào ∆ϕ, tín hiệu cực đại ∆ϕ “ nπ{4 đạt cực tiểu ∆ϕ “ pn ` 0.5qπ{4 với n P N.Trong hình Cấu trúc chữ V tạo giá trị pha tương đối trung gian ∆ϕ “ 0.05π 0.3π Dù kết thực nghiệm liên quan đến cấu trúc này, tin tưởng tính hợp lý chúng có xu hướng tương tự với kết thực nghiệm [13] nghiên cứu lý thuyết [12] N e2` Để hiểu kết thu được,chúng biểu thị phân bố động lượng tương quan hai electron ion hóa dọc theo trục x,z Hình 3.2: Sự phụ thuộc tín hiệu He2` vào pha tương đối xung laser OTC hình với ba giá trị pha tương đối đại diện Lưu ý rằng, mặt phẳng phân cực xung OTC giới hạn mặt phẳng x-y Sự phân bố động lượng theo phương truc z gọi TMD không bị ảnh hưởng xung laser, ta thu tín hiệu khiết bó sóng ion hóa sau trình ion hóa diễn Pha tương đối laser phụ thuộc vào động lượng tương quan mặt phẳng phân cực laser thảo luận sau Ta tập trung vào thay đổi TMD để khảo sát phụ thuộc mạnh mẽ tín hiệu He2` vào pha tương đối ∆ϕ hình Đối với trường hợp ∆ϕ “ nπ{4 với n P N TMDs phổ electron ion hóa tập trung gốc tọa độ chứng tỏ trình tái va chạm hai electron giới hạn mặt phẳng phân cực xung OTC Do khả tái ca chạm với ion mẹ tăng lên tạo cực đại tín hiệu He2` tạo thành Với số pha tương đối trung gian ∆ϕ “ 0.35π TMD tương quan tập trung đường chéo phụ Trong trường hợp này, hai electron ion hóa trải rộng khắp không gian chiều xác suất tái va chạm không đáng kể Đây nguyên nhân gây cực tiểu tín hiệu thu thập (Hình 2) Đặc biệt, trình ion hóa kép không diễn ∆ϕ “ 0.15π Phân tích [3] electron bị ion hóa khuếch tán mạnh mẽ theo hương vuông góc trường hợp này, chúng không trở lại tái va chạm với ion mẹ lần ion hóa Với phân tích trên, hiệu ứng ngoại phẳng bỏ qua [14] Ta quan sát cấu trúc chữ V cách rõ ràng ∆ϕ “ 0.35π Để giải thích cấu trúc trên, ta định nghĩa thời gian di chuyển khoảng thời gian kiện ion hóa tái va chạm xem xét nhân tố quan ảnh hưởng đến trình NSDI [12] Trong trường hợp này, cho thời gian di chuyển trung bình electron tái va chạm nhỏ đáng kể trường hợp tín hiệu He2` đạt giá trị cực tiểu Do khả tái va chạm tăng lên Trong đó, nhiễu xạ electron lớn làm cho khả tái va chạm giảm Vì vậy, cấu trúc chữ V giải thích cạnh tranh nồng độ ảnh hưởng thời gian di chuyển trung bình [12] Tóm lại,hiệu ứng ngoại phẳng bỏ qua với số pha tương đối trung gian, không ảnh hưởng nhiều đến việc phân tích NSDI Heli gây xung laser OTC Sự tiến triển CTEMD dọc theo trục phân cực trường 800nm Với ∆ϕ “ 0π, CTEMD thể mối quan hệ tương quan mạnh mẽ, nghĩa hai electron phát hướng sau ion hóa Trong với ∆φ “ 0.25π lại thể phản tương quan mạnh, động lượng phân bố đường chéo tức có momen kéo theo khác Với ∆ϕ “ 0.35π CTEMD xuất cấu trúc cánh bướm tức tương quan phản tương quan không xảy Để giải thích điều này, [14] đưa giả thuyết hai electron bị ion hóa đồng thời sau tái va chạm nên lực đẩy chúng đủ lớn, điều chưa xác minh Thời gian trễ tái va chạm ion hóa thứ hai tồn Do nhân tố quan trọng cần xem xét trình NSDI 3.3 Giải tích phụ thuộc tín hiệu He2` vào pha tương đối xung laser OTC Để giải thích tiến triển NSDI thu hình thay đổi pha tương đối, trình bày hình số lượng kiện ion hóa kép với trường 800nm thời điểm tái va chạm thời gian trễ bảng bên trái bên phải với ba pha tương đối đại diện trình bày tương ứng hình Với ∆ϕ “ 0π tái va chạm cuối dẫn đến trình NSDI diễn phạm vi lớn xung laser Với pha khác 0, tái va chạm tập trung khung thời gian hẹp Kết chứng tỏ xung OTC công cụ đắc lực để giải vấn đề NSDI với độ phân giải thời gian cao Ta thu hành vi tương quan phản tương quan ∆ϕ thay đổi từ 0π đến 0.25π Động lương cuối electron ion hóa tính toán cổ điển theo công thức v “ v0 ´ pE0 {ωqsinpωt0 q với t0 Hình 3.3: Phân bố động lượng tương quan hai electron ứng với pha tương đối ∆ϕ “ 0π, 0.25π, 0.35π trục x,z dọc theo trục phân cực trường 800 nm vuông góc với mặt phẳng phân cực xung OTC 10 động lượng ban đầu thời điểm ion hóa t0 Từ phân tích quỹ đạo cho ta hai trường hợp ∆ϕ “ 0π 0.25π hai electron ion hóa có động lượng gần Do đó, xung laser đóng vai trò chủ đạo việc kiểm soát trình động học phát hai electron Với ∆ϕ “ 0π electron ion hóa tái va chạm với ion mẹ điện trường thay đổi từ ´E0 đến E0 thời gian trễ khoảng 0.1T1 kéo theo kiện ion hóa thứ hai diễn tương tự nửa chu kỳ xung dẫn đến phát song song hai electron ion hóa Khi ∆ϕ “ 0.25π, thời gian trễ xấp xỉ với trường hợp ∆ϕ “ 0π nhiên tái va chạm diện trước trường 800 nm đạt cực đại nên electron thứ hai bị ion hóa hai nửa chu kỳ khác xung dẫn đến hành vi phản tương quan CTEMD Với ∆ϕ “ 0.35π tái va chạm diễn xung laser có cường độ trung bình thời gian trễ nhỏ, khoảng 0.01T0 Đây chứng cho phát đồng thời hai electron ion hóa Các thông tin cung cấp hình gợi ý cho cấu trúc cánh bướm CTEMD trường hợp ∆ϕ “ 0.35π Sự phát đồng thời hai electron ion hóa chứng tỏ lực đẩy hai electron ion hóa lớn Đây hiệu ứng chi phối hình thành cấu trúc thay chia sẻ lượng bất đối xứng (AES) nêu [14] Hiệu ứng đẩy ghi lại TMD (Sự lan truyền động lượng ảnh bên phải hình 3) Để xác nhận dự đoán, tiến hành thêm hai khảo sát Đầu tiên, ta xét hiệu ứng AES, tín hiệu tìm thấy trường hợp hai electron đạt lượng khác sau kiện DI diễn có ∆E ą 1a.u, kết biểu diễn bảng bên trái hình Thật vậy, cấu trúc cánh bướm hình thành Lưu ý Kết không bị ảnh hưởng thay đổi mứa chênh lệch lượng tới hạn ∆E từ đến a.u, không trình bày Điều hoàn toàn trái với kết luận [14] Thêm vào đó, xem xét tương tác e-e trạng thái cuối với Vee pr1 , r2 q “ ? thay thế chắn pr1 ´r2 q `b 11 Hình 3.4: Số lượng kiện DI ứng với trường 800nm thời điểm tái va chạm thời gian trễ T1 chu kỳ quang học xung 12 Hình 3.5: Phân bố động lượng tương quan hai electron trục x với ∆ϕ “ 0.35π Hình bên trái hình bên phải tương ứng với phân bố động lượng bất đối xứng tác động hiệu ứng màng chắn Yukawa sau a expp´λ pr1 ´ r2 q2 ` bq Vee pr1 , r2 q “ a pr1 ´ r2 q ` b Trong đó, thông số chắn λ “ đủ lớn để tạo tương tác đẩy hai electron nhanh chóng giảm dần [10] Phổ thu tác động Yukawa trình bày bảng bên phải hình 5.Lúc này, cấu trúc butterfly-like trở nên mờ nhạt phân bố tập trung đường chéo Tóm lại, với thông số laser OTC sử dụng trên, tương tác đẩy hai electron chủ yếu AES gây hình thành cấu trúc butterfly-like quan sát CTEMD dọc theo trục phân cực xung 800 nm Chúng tin rằng, cường độ cao hơn, AES nguyên nhân gây cấu trúc electron tái va chạm mang lượng lớn qua nhân nhanh để lại phần nhỏ lượng cho electron liên kết 13 Kết luận hướng phát triển Tóm lại, cung cấp lời giải thích toàn diện cho trình động học tương quan hai electron pha tương đối OTC thay đổi Kết cho thấy tín hiệu He2` hàm pha tương đối giải thích cách sử dụng hiệu ứng ngoại phẳng tham khảo [14] Hơn nữa, tái va chạm thời gian trễ xác định khoảng thời gian ion hóa kép cho nguyên nhân gây hành vi tương phan phản tương quan CTEMD với trường hợp ứng với ∆ϕ “ 0π ∆ϕ “ 0.25π Trong với giá trị pha tương đối ∆ϕ “ 0.35π cấu trúc butterfly-like có nguồn gốc từ đẩy hai electron sau ion hóa tính từ lúc chúng thoát khỏi ion mẹ gần lúc Ta kết luận thời điểm ion hóa kép lực đẩy lực đẩy electron nguyên nhân gây thay đổi mạnh phổ động lượng hai electron theo hướng song song trục phân cực trường 800nm pha tương đối thay đổi Trong thực nghiệm nỗ lực thay đổi pha tương đối hai điện trường xung laser OTC Do phân tích có giá trị kiểm chứng thực nghiệm Để có hiểu biết rõ ràng trình tương tác laser phân tử chuyển động vi mô chúng, có định hướng khảo sát trình ion hóa kép nguyên tử Heli laser hai màu song song mở rộng việc tính toán cho trường hợp phân tử ví dụ H2 , N2 , Tài liệu tham khảo Tiếng Anh: [1] Corkum P B (1993), “Plasma perspective on strong field multiphoton ionization”, Physical Review Letters, 71, 1994 [2] Ferray M., L’Huillier A., Li X F., Lompre L A., Mainfray G., and Manus C (1988), “Multiple-harmonic conversion of 1064 nm radiation in rare gases”, Journal of Physics B, 21, L32 [3] Haan S L., Breen L., Karim A., and Eberly J H (2006), “Variable time lag and backward ejection in full-dimensional analysis of strong-field double ionization”, Physical Review Letter, 97, 103008 [4] Kitzler M., Xie X., Scrinzi A., and Baltuska A (2007),” Optical attosecond mapping by polarization selective detection”, Physical Review A, 76, 011801 [5] L’Huillier A., Lompre L A., Mainfray G., and Manus C (1983), “Multiply charged ions induced by multiphoton absorption in rare gases at 0.53 ”, Physical Review A, 27, 2503 [6] Morishita T., Le A T., Chen Z., and Lin C D (2008), “Accurate Retrieval of Structural Information from Laser-Induced Photoelectron and High-Order Harmonic Spectra by Few-Cycle Laser Pulses”, Physical Review Letter, 100, 013903 [7] Murray R., Ruiz C., Marangos J P., and Ivanov M Y (2010),” Control of diffraction of electron wave packets on diatomic 14 15 molecules using two-colour fields”, Journal of Physics B, 43, 135601 [8] Rudenko A., De Jesus V L B., ErglerTh., ZrostK., Feuerstein B., Schr¨ oterC D., MoshammerR., and UllrichJ (2007), “Correlated two-electron momentum spectra for strong-field nonsequential double ionization of He at 800 nm”, Physical Review Letter, 99, 263003 [9] Shafir D., Mairesse Y., Villeneuve D M., Corkum P B., and Dudovich N (2009),” Atomic wavefunctions probed through strongfield light–matter interaction”, Nature Physics, 5, 412 [10] Truong Thu D H., Huynh Son V., and Pham Vinh N T (2015), “V-like structure in the correlated electron momentum distribution for nonsequential double ionization of helium”, Journal of Science of Ho Chi Minh University of Education, 5(70), 26 [11] William H P, Teukolsky A., Vetterling W T., and Flannery B P (1992), “Numerical Recipes in FORTRAN”, Cambrigde University Press, Cambridge [12] Yuan Z., Ye D., Xia Q., Liu J., and Fu L (2015),” Intensitydependent two-electron emission dynamics with orthogonally polarized two-color laser fields”, Physical Review A, 91, 063417 [13] Zhang L., Xie X„ Roither S., Zhou Y., Lu P., Kartashov D., Schoffler M., Shafir D., Corkum P B., Baltuska A., Staudte A., and Kitzler M (2014),” Subcycle Control of Electron-Electron Correlation in Double Ionization”, Physical Review Letter, , 112, 193002 [14] Zhou Y., Huang C., Tong A., Liao Q., and Lu P (2011),” Correlated electron dynamics in nonsequential double ionization by orthogonal two-color laser pulses”, Optic Express, , 19, 2301 ... phân tử trung hòa điện Quá trình thường xảy so với trình ion hóa đơn nguyên tử Có hai loại trình ion hóa kép: 1.1.1 Quá trình ion hóa kép liên tục Đây trình hình thành hai ion gồm hai kiện ion hóa. .. tương ứng Quá trình ion hóa kép Quá trình ion hóa kép liên tục Quá trình ion hóa kép không liên tục Phương trình Schrodinger phụ thuộc thời gian Sự phân bố động lượng tương quan hai electron Phân... quan hai electron gây thay đổi CTEMD dọc theo hướng phân cực trường 800 nm Chương Tổng quan 1.1 Quá trình ion hóa kép Quá trình ion hóa kép trình hình thành hai ion chiếu laser vào nguyên tử hay