Năng lượng tái va chạm của electron thứ nhất cho trường hợp tái va Trang 11 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Ngày nay, ngành vật lý nghiên cứu tương tác của nguyên tử, phân tử với laser là một
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ TRẦN NGỌC LIÊN HƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ TÁI VA CHẠM NHIỀU LẦNluận LÊN Q ION HĨA Khóa giáoTRÌNH dục học KÉP KHƠNG LIÊN TỤC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ TRẦN NGỌC LIÊN HƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ TÁI VA CHẠM NHIỀU LẦN LÊN Q TRÌNH ION HĨA KÉPluận KHƠNG LIÊN TỤC Khóa giáo dục học NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS PHẠM NGUYỄN THÀNH VINH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2017 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập trường đến nay, nhận nhiều quan tâm giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Thơng qua luận văn này, xin gửi đến người lời cám ơn chân thành Tôi xin gửi lời cám ơn đến quý Thầy Cô Khoa truyền đạt kiến thức tảng cho tơi hồn thành tốt luận văn Tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn TS Phạm Nguyễn Thành Vinh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Tơi xin gửi lời cám ơn đến thành viên nhóm nghiên cứu bạn bè gia đình khuyến khích hỗ trợ tơi suốt q trình làm luận văn suốt trình học tập trường Tơi mong nhận góp ý q Thầy Cơ bạn bè đồng nghiệp để khóa luận hoàn chỉnh Trân trọng TP.HCM, tháng năm 2017 Khóa luận giáo dục học Trần Ngọc Liên Hương MỤC LỤC Danh mục ký hiệu chữ viết tắt i Danh mục hình vẽ, đồ thị iii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tương tác laser với nguyên tử, phân tử 1.1.1 Các chế ion hóa 1.1.2 Sự phát xạ sóng điều hịa bậc cao HHG 1.1.3 Ion hóa ngưỡng ATI 1.1.4 Q trình ion hóa hai lần 10 1.2 Các chế q trình ion hóa hai lần 10 1.2.1 Q trình ion hóa hai lần liên tiếp 10 1.2.2 Quá trình ion hóa hai lần khơng liên tiếp 11 2.1 Khóa luận giáo học Các phương pháp khảo sát toán NSDIdục 15 2.2 Mơ hình tập hợp ba chiều cổ điển 16 2.3 Phương pháp giải số 18 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH 15 2.3.1 Phương pháp Runge – Kutta bậc 18 2.3.2 Phương pháp Runge – Kutta bậc 20 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 22 3.1 Q trình ion hóa hai lần không liên tiếp nguyên tử Argon tác dụng laser phân cực thẳng, cường độ thấp 22 3.1.1 Phổ động lượng tương quan hai electron 23 3.1.2 Sự đóng góp q trình tái va chạm nhiều lần vào phổ động lượng tương quan hai electron 24 3.1.3 Phân tích quỹ đạo đóng góp tái va chạm nhiều lần đến trình NSDI 25 3.2 Sự phụ thuộc trình tái va chạm nhiều lần vào cường độ trường laser 31 3.2.1 Phổ động lượng tương quan hai electron 31 3.2.2 Động lực học hai electron suốt trình tương tác với laser 33 3.3 Sự phụ thuộc trình tái va chạm hai lần vào bước sóng trường laser 38 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 Khóa luận giáo dục học i Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Các ký hiệu I: cường độ điện trường ri : khoảng cách từ electron thứ i tới ion mẹ r: khoảng cách hai electron xi, yi, zi: vị trí electron thứ i vxi, vyi, vzi: vận tốc electron thứ i Ei : lượng electron thứ i Ex(t): điện trường theo phương x xung laser Ey(t): điện trường theo phương y xung laser a, b: thông số điện trường laser Các chữ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh Khóa luận giáo dục học Chữ viết tắt DI Q trình ion hóa hai lần Double Ionization SDI Q trình ion hóa hai lần liên tiếp Sequential Double Ionization NSDI Q trình ion hóa hai lần khơng liên Nonsequential Double tiếp Ionization Phương trình Schrödinger phụ thuộc Time Dependent Schrödinger thời gian Equation Sự phân bố động lượng tương quan Correlated Two – Electron hai electron Momentum Distribution TDSE CTEMD ii RESI Sự ion hóa thơng qua trạng thái kích Recollision Excitation with thích tái va chạm Subsequent Ionization AES Sự chia sẻ lượng bất đối xứng Asymmetric Energy Sharing HHG Sự phát xạ sóng điều hịa bậc cao High-order Harmonic Generation Khóa luận giáo dục học iii Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1 Sự ion hóa đa photon Hình 1.2 Sự ion hóa theo chế xun hầm Hình 1.3 Sự ion hóa theo chế vượt rào .7 Hình 1.4 Mơ hình ba bước phát xạ sóng điều hịa bậc cao HHG Hình 1.5 Phổ lượng electron chế ATI vùng cường độ cao Các đỉnh tương ứng với hấp thụ photon vượt mức tối thiểu cần thiết cho ion hóa Hình 1.6 Sự ion hóa hai lần nguyên tử, phân tử tương tác với laser .10 Hình 1.7 Q trình ion hóa hai lần liên tiếp nguyên tử, phân tử 11 Hình 1.8 Q trình ion hóa hai lần không liên tiếp nguyên tử kiềm thổ 12 Hình 1.9 Q trình ion hóa hai lần khơng liên tiếp ngun tử khí 14 Hình 3.1 Điện trường xung laser có hình bao hình thang 22 Khóa luận giáo dục học Hình 3.2 Phổ động lượng tương quan hai electron dọc theo trục phân cực điện trường laser bước sóng 780nm, cường độ 0.81014 W/cm2 23 Hình 3.3 Phổ động lượng tương quan hai electron dọc theo trục phân cực điện trường laser bước sóng 780nm, cường độ 0.81014 W/cm2 (a) Các kiện tái va chạm lần (b) Các kiện tái va chạm hai lần .24 Hình 3.4 Năng lượng hai electron suốt trình tương tác với laser Quá trình tái va chạm lần (a, b), tái va chạm hai lần (c, d) Cột thứ ứng với tái va chạm lần quay thứ nhất, cột thứ hai ứng với tái va chạm lần quay thứ ba 25 Hình 3.5 Khoảng thời gian thời điểm tái va chạm với thời điểm ion hóa thứ cho trường hợp tái va chạm lần (a) tái va chạm hai lần (b) 27 Hình 3.6 Thời gian trễ hai lần tái va chạm trường hợp tái va chạm hai lần, cường độ đỉnh 0.81014 W/cm2 28 iv Hình 3.7 Thời gian trễ thời điểm ion hóa hai lần thời điểm tái va chạm cuối cùng, cường độ đỉnh 0.81014 W/cm2 .29 Hình 3.8 Năng lượng tái va chạm electron thứ cho trường hợp tái va chạm lần (a) tái va chạm hai lần (b) 30 Hình 3.9 Phổ động lượng tương quan hai electron dọc theo trục phân cực điện trường laser bước sóng 780nm, cường độ 1.51014 W/cm2 (a-c), cường độ 2.51014 W/cm2 (d-f) Cột thứ ứng với toàn kiện DI, cột thứ hai ứng với kiện tái va chạm lần cột thứ ba ứng với kiện tái va chạm hai lần 32 Hình 3.10 Năng lượng hai electron suốt trình tương tác với laser, cường độ 1.51014 W/cm2 (a-d), cường độ 2.51014 W/cm2 (e-h) Cột thứ thứ hai ứng với tái va chạm xảy lần quay thứ thứ ba trường hợp tái va chạm lần, cột thứ ba thứ tư ứng với tái valuận chạm xảy giáo lần quay vềdục thứ vàhọc thứ ba trường Khóa hợp tái va chạm hai lần 34 Hình 3.11 Thời gian trễ thời điểm ion hóa hai lần thời điểm tái va chạm cuối cùng, cường độ đỉnh 1.51014 W/cm2 (a) 1.51014 W/cm2 (b) 35 Hình 3.12 Năng lượng tái va chạm electron thứ cho trường hợp tái va chạm hai lần với cường độ đỉnh 1.51014 W/cm2 (a) 2.51014 W/cm2 (b) 36 Hình 3.13 Khoảng thời gian thời điểm tái va chạm thời điểm ion lần đầu, thời gian trễ hai lần tái va chạm trường hợp tái va chạm hai lần cho cường độ 1.51014 W/cm2 (a-c) 2.51014 W/cm2 (d-f) 37 v Hình 3.14 Phổ động lượng tương quan hai electron dọc theo trục phân cực điện trường laser bước sóng 1200nm, cường độ 0.81014 W/cm2 (a) Tất kiện DI (b) Các kiện tái va chạm lần (c) Các kiện tái va chạm hai lần 39 Hình 3.15 Năng lượng tái va chạm electron thứ cho trường hợp tái va chạm lần (a) tái va chạm hai lần (b), điện trường laser có cường độ 0.81014 W/cm2 bước sóng 1200 nm .40 Hình 3.16 Thời gian trễ thời điểm ion hóa hai lần thời điểm tái va chạm cuối 41 Khóa luận giáo dục học